浙江某地下室無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[權(quán)威資料]

浙江某地下室無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：闡述了無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)在空間受力特點(diǎn)及計(jì)算方法，對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu) , 兩種算法的結(jié)果是基本相同的。 關(guān)鍵詞：無(wú)梁樓蓋；結(jié)構(gòu)受力；計(jì)算方法 Abstract: the article discusses on the beam floor space structure in the mechanical characteristics and calculation method for structure rules, the two algorithms results are basically the same. Keywords: flat slab floor； The structure stress； Calculation method TU318A 對(duì)所有建筑物來(lái)講 , 樓蓋體系方案的選擇要考慮的因素包括建筑空間功能所要求的開(kāi)間大小、活荷載的大小、規(guī)劃設(shè)計(jì)所限定的建筑物允許高度、各層使用要求的最小凈高、需要對(duì)結(jié)構(gòu)整 體剛度的貢獻(xiàn)大小以及允許的邊支承條件等。在建筑物高度或?qū)痈呤芟薜那闆r下 , 采用無(wú)梁樓蓋是增加樓層使用空間高度的最有效方法 , 同時(shí)也能滿足隔墻靈活布置的要求 , 因而該樓蓋結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、多層廠房和地下室等各類民用建筑中。 1、無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn) 對(duì)于支承在方形柱網(wǎng)上的無(wú)梁樓板 , 其受力特征表現(xiàn)為板的整體抗彎將在兩個(gè)正交方向同時(shí)和同樣地出現(xiàn)?？杉僭O(shè)一方形開(kāi)間單向板的 2 根剛度很大的梁從結(jié)構(gòu)中取走 , 只剩下 4 根柱子來(lái)支承此板 ,此時(shí)板自身就不得不頂替已被取消的梁的作用。因此 , 無(wú)梁平板的 計(jì)算可以理解為首先在一個(gè)方向像仍有梁支承的單向板那樣傳遞全部荷載 , 然后在另一正交方向再完全相同地傳遞一次全部荷載 , 以頂替這兩根已被取消的梁。從概念設(shè)計(jì)上這樣理解板柱體系的整體分析是完全可行的 , 如圖 1 所示。但在風(fēng)荷載和地震作用下 , 無(wú)梁樓體系的受力則要復(fù)雜得多 , 因而該結(jié)構(gòu)體系一般應(yīng)用于非抗震設(shè)計(jì)的多層建筑、非抗震設(shè)計(jì)的高層建筑以及抗震設(shè)防烈度 8 度以下的建筑應(yīng)采用板柱 - 剪力墻結(jié)構(gòu) , 在地震區(qū)該剪力墻應(yīng)能承擔(dān)全部地震作用 , 各層板柱部分的截面承載力除滿足荷載效應(yīng)基本組合要求外 , 尚應(yīng)能承擔(dān)不少于各層 全部地震作用的 20%, 即板柱體系抗震性能較差 , 主要用于承受豎向荷載。 圖 1 無(wú)梁樓板受力示意圖 2、計(jì)算方法分析 板柱結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下的內(nèi)力及位移計(jì)算一般較常用的有經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、等代框架法和有限元法。 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法 這是最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法之一 , 可以不借助任何計(jì)算工具而直接手算 , 因而最受設(shè)計(jì)人員歡迎。但該法只適用于規(guī)則結(jié)構(gòu) , 否則會(huì)出現(xiàn)較大誤差。分析無(wú)梁樓蓋內(nèi)力時(shí)應(yīng)符合下列條件 : 活荷載為均布荷載 , 且不大于靜荷載的 3 倍； 每個(gè)方向至少應(yīng)有 3 個(gè) 連續(xù)跨； 任一區(qū)格內(nèi)的長(zhǎng)、短邊之比不應(yīng)大于 1.5； 同一方向上的最大、最小跨度比不應(yīng)大于 1.2； 不規(guī)則柱網(wǎng)和柱的偏離值不應(yīng)大于跨度的 10%。按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法分析無(wú)梁樓蓋內(nèi)力時(shí) , 只要算出兩個(gè)方向板的總彎矩 M0x 和 M0y, 再乘以彎矩分配系數(shù) , 即柱上板帶和跨中板帶的支座截面負(fù)彎矩分別為 0.50 和 0.17, 跨中正彎矩分別為 0.18 和 0.15, 就可求得圖 2 各部位各截面的彎矩設(shè)計(jì)值。 x、 y 向板的總彎矩設(shè)計(jì)值分別為 : M0x=qly(lx-2C/3)2/8M0y=qlx(ly-2C/3)2/8 值得注意的是 , M0x(M0y)相當(dāng)于簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下的跨中彎矩。 圖 2 無(wú)梁樓板板帶劃分 等代框架法 該法也是手工近似計(jì)算的方法之一 , 計(jì)算寬度取垂直于計(jì)算跨度方向兩相鄰區(qū)格的中心間距 , 計(jì)算中縱橫兩方向均應(yīng)承擔(dān)全部荷載。在垂直荷載作用下 , 板柱結(jié)構(gòu)的平板和密肋板可采用等代框架法計(jì)算其內(nèi)力 : 等代框架的計(jì)算寬度 , 取垂直于計(jì)算跨度方向的兩個(gè)相鄰平板中心線的間距； 有柱帽的等代框架梁、柱的線剛度 , 可按現(xiàn)行規(guī)范GBJ 130- 90鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定確定； 計(jì)算中縱向和橫向的等代框架均應(yīng)承擔(dān)全部作用荷載； 計(jì)算中宜考慮活荷載的不利布置。按等代框架計(jì)算垂直荷載作用下板的彎矩 , 當(dāng)平板與密肋板的任一區(qū)格的長(zhǎng)短邊比 2 時(shí) ,可分配給柱上板帶和跨中板帶支座負(fù)彎矩分別為 75%和 24%, 跨中正彎矩分別為 55%和 45%；有柱帽時(shí) , 其支座負(fù)彎矩應(yīng)取剛域邊緣處的值 , 除邊支座彎矩和邊跨中彎矩外 , 分配到各板帶上的彎矩均應(yīng)乘以 0.8 的系數(shù)。 等代框架法與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的主要區(qū)別在于 , 等代框架法 先分別算出等代框架的支座彎矩和跨中彎矩 , 再按上述系數(shù)分配到柱上板帶和跨中板帶。 無(wú)梁樓蓋的計(jì)算分析 無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算可通過(guò) PKPM 軟件中的 TAT 或SATWE 進(jìn)行 , 它們對(duì)無(wú)梁樓蓋在三維計(jì)算中的建模處理是不一樣的。采用 TAT 軟件計(jì)算無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)時(shí) , 由于沒(méi)有梁和柱子相連 , 通常必須按照規(guī)范規(guī)定將板簡(jiǎn)化為雙向等代框架梁進(jìn)行計(jì)算 , 因此在用 PMCAD 對(duì)無(wú)梁樓蓋進(jìn)行人機(jī)交互式建模時(shí) , 首先應(yīng)確定等代框架梁的寬、高 , 再布置所定義的等代框架梁。在采用 SATWE 軟件進(jìn)行分析時(shí) , 由 于 SATWE 軟件具有考慮樓板彈性變形的功能 ,可采用彈性樓板單元較真實(shí)地模擬樓板的剛度和計(jì)算變形。尤其是目前的版本中增加了一種能真實(shí)計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外的剛度的樓板假定即彈性板 6,因此我們就不用將樓板簡(jiǎn)化為雙向等代框架梁體系了 , 而是直接對(duì)無(wú)梁樓蓋體系進(jìn)行三維分析計(jì)算。但我們還必須在建模時(shí)進(jìn)行一定的處理 , 在 PMCAD 人機(jī)交互式輸入時(shí) , 在以前需輸入等代框架梁的位置上布置截面 100100 的虛梁 (但在邊界處及開(kāi)洞處最好布置實(shí)梁 ), 其目的一是 SATWE 軟件在接力 PMCAD 的前處理過(guò)程中能自動(dòng)讀取樓板的外 邊界信息；二是為了輔助彈性樓板單元的劃分 , 虛梁不參與結(jié)構(gòu)整體分析 , SATWE 的前處理程序會(huì)自動(dòng)將其過(guò)濾。 3、工程實(shí)例 浙江省某工程為一大型地下停車場(chǎng) , 地下室 3 層 , 地上為公園 , 總建筑面積 16000m2, 占地面積約 4000m2, 平面尺寸 100m40m 。底板面標(biāo)高 -10.2m, 負(fù) 1負(fù) 3 層層高分別為 3.7, 3.2, 3.3m, 其中負(fù) 1、負(fù) 2 層為停車場(chǎng) , 采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu) , 厚 250mm, 底板厚 800mm。梁板柱墻使用 C30 膨脹混凝土 , 鋼筋為 HRB400。取 一塊內(nèi)跨板進(jìn)行計(jì)算 , 柱距79008200, 柱截面 400800, 柱帽尺寸 16002000, as=20mm, 板厚 h=250mm, h0=230mm。 P=g+q=1.26.25+1.43=11.7 N=11.77.98.2=757.93 Fl =N- r(b+2h0)(a+2h0)=745.530.7bhfthmmh0=764.36, 故板厚取 h=250mm。 采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法 : 總彎矩 =559.98, 彎矩分配結(jié)果見(jiàn)表 1。 表 1 彎 矩分配系數(shù)和彎矩分配值計(jì)算結(jié)果 采用等代框架法 : 對(duì)于中間跨 , 若不考慮柱的影響 , 等代框架的支座彎矩和跨中彎矩可分別取總彎矩的2/3(373.3) 和 1/3(186.6) , 將前述的系數(shù)分配到柱上板帶和跨中板帶 , 其結(jié)果見(jiàn)表 1。 面筋 : 柱上板帶 14200, 非柱上板帶 12200 底筋 : 柱上板帶 14200, 非柱上板帶 14200 圖 3 工程實(shí)例無(wú)梁樓板配筋圖 4、構(gòu)造措施 4.1 無(wú)梁樓板一般是等厚的 , 當(dāng)不驗(yàn)算板的變 形時(shí) ,板的最小厚度為 150mm, 且板厚與板最大跨度之比的控制值 , 在有柱帽頂板和無(wú)柱帽頂板情況下分別為 1/35 和 1/32。 4.2 配筋時(shí)與設(shè)計(jì)計(jì)算相對(duì)應(yīng) , 將板沿縱橫兩個(gè)方向均分成柱上板帶與跨中板帶 , 然后根據(jù)各個(gè)板帶的跨中及支座上計(jì)算所需鋼筋 , 如同單向連續(xù)板一樣配筋 , 配置在板頂?shù)呢?fù)鋼筋在施工時(shí)易被壓彎 , 故其直徑不宜小于 f12。 4.3 無(wú)梁樓蓋的周圍應(yīng)設(shè)置圈梁 , 其截面高度不小于板厚的 2.5 倍及板跨的 1/5。圈梁除與半個(gè)柱上板帶一起承受彎矩外 , 還須承受扭矩和剪力 , 故須設(shè) 置附加抗扭鋼筋。 4.4 當(dāng)板厚 h=150mm 時(shí) , 受力鋼筋間距 200mm ；當(dāng) h 150mm 時(shí) , 受力鋼筋間距 1.5h 且 250mm 。 4.5 垂直于非連續(xù)邊的正、負(fù)彎矩鋼筋均應(yīng)伸到板邊 , 受力鋼筋伸入邊梁、墻或柱內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)符合錨固長(zhǎng)度規(guī)定 , 且直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于 150mm。 4.6 柱或柱帽寬度對(duì)中間板格彎矩分布的影響。根據(jù)分析和試驗(yàn)資料 , 當(dāng)柱或柱帽的寬度與跨度之比 c/l 自零增至 0.3 時(shí) , 截面上柱上板帶及中間板帶負(fù)彎矩之和 (總 -M)由2/3M0 降至 0.6M0；而 截面上柱上板帶及中間板帶正彎矩之和(總 +M)則由 1/3M0 降至 0.4M0 左右。柱上板帶梁的彎矩 , 尤其是其負(fù)彎矩隨著 c/l 的增大而出現(xiàn)異常變化 , 因柱帽增大后板和柱帽之間構(gòu)成 “ 拱 ” 效應(yīng) , 板面荷載通過(guò) “ 拱 ” 作用傳至柱帽和柱支座 , 因此當(dāng) c/l增大到一定程度后 , 如 c/l0.1, 柱上板帶梁的彎矩由上升轉(zhuǎn)為下降趨勢(shì)。 從設(shè)計(jì)角度看 , 柱的 c/l值一般為 0.07 0.08,只有在設(shè)置柱帽的情況下才可能大于 0.1, 采用柱帽的主要目的是減小荷載總靜力彎矩 M0,根據(jù)計(jì)算對(duì)比 , c/l=0.3 時(shí)的 M0值僅為 c/l=0 時(shí)的 50%, 整個(gè)板截面彎矩就可減小一倍 , 此外帶柱帽的板系一般都是無(wú)梁的。 因此 , 在設(shè)計(jì)上作出令 c/l0.3 的構(gòu)造規(guī)定后 ,就不妨一律按 c/l=0 時(shí)的分析結(jié)果來(lái)處理板帶彎矩的分配 , 不再考慮因 c/l 0 帶來(lái)的板帶彎矩的變化。 5、結(jié)束語(yǔ) 無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)充分利用了樓板和柱帽的實(shí)際有利條件 , 經(jīng)濟(jì)合理、方便施工。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法 , 可以不借助任何計(jì)算工具而直接手算 ,因而最受設(shè)計(jì)人員歡迎。但該法只適用于規(guī)則結(jié)構(gòu)。等代框架法與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的主要區(qū)別是首先要分別 算出等代框架的支座彎矩和跨中彎矩 , 在分配到柱上板帶和跨中板帶。對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu) , 兩種算法的結(jié)果是基本相同的。 參考文獻(xiàn)： 1 方鄂華等編著 . 高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì) M. 北京 : 中國(guó)計(jì)劃出版社 , 2005 2 朱聘儒編著 . 雙向板無(wú)梁樓蓋 M. 北京 : 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 , 1999 3 GB 50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 S 閱讀相關(guān)文檔 :新農(nóng)村景觀文化營(yíng)造的研究 淺談溶洞地段的隧道施工與處理方法 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