无梁楼盖结构计算方法的探讨
关于无梁楼盖的一些见解
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无梁楼盖的设计方法分为以下三种:(一)经验系数法经验系数法的大致思路:首先求得楼板在计算方向上的总弯矩,再将此总弯矩按照比例分配柱上板带和跨中板带的控制截面(支座和跨中)。
此方法含以下几个要点:1. 柱上板带和跨中板带的划分,此问题在后面另有讨论。
2. 总弯矩的计算。
这里的总弯矩是指以一品框架柱的负荷宽度为计算宽度,以考虑柱帽而修正的柱间距为跨度,按简支梁算得跨中总弯矩。
例举X 方向总弯矩公式见下:2)32()(81c lx ly q g Mox -+= ly: Y 方向柱距lx : X 方向柱距c : 柱帽在计算方向的有效宽度3. 分配系数将计算方向上所算得的总弯矩(例如Mox )分配给柱上板带和跨中板带各自的支座截面与跨中截面,仅需要将总弯矩乘以以下表格中的系数即可。
(选自《北京统一技术措施》,《全国统一技术措施》与《混凝土升板结构技术规范》中与此类表格略有不同)∑ -0.530.4 -0.67 -0.67 0.33 ① ② ③ ④⑤ 分析以上系数的求和值:-( ① + ③ )/2 + ② = 1.0- ④ + ⑤ = 1.0由此可以看出,板带跨中和支座截面弯矩的分配,遵照了梁支座及跨中弯矩间的一般规律,及两端支座负弯矩的平均值与跨中弯矩求和等于按简支梁计算的跨中弯矩。
由于无梁楼盖的塑性调整能力很强,为了减少柱上板带支座钢筋,在总弯矩不变的条件下,允许将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带负弯矩。
4. 适用条件经验系数法适用条件,如下:a. 每方向至少应有三个连续跨b. 同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的30%c. 矩形柱网两方向柱距的比值不大于2d. 可变荷载和永久荷载的比值不大于3经验系数法简单易行,但只能用于楼盖体系在竖向荷载下的计算,由于没有考虑竖向构件与楼盖间的相互影响,不能分析整体结构,更无法考虑地震作用,加之适用条件较为苛刻,实际工作中的应用面较小。
(二) 等代框架法等代框架法的大致思路:以楼板厚度为梁高度,以一定的规则选定梁宽度(后详),以某种方法考虑柱帽对框架计算跨度及层高的影响,建立等代框架,进而进行竖向荷载及水平地震作用下的单品框架的计算,得到内力结果后,将竖向荷载下等代框梁的内力按照下表分配给柱上板带和跨中板带,跨中板带便可直接进行截面设计,而柱上板带和框柱尚需进行地震工况和竖向荷载工况的内力组合,以及规范对框架结构要求的内力调整后才能进行截面设计。
无梁楼盖计算范文
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无梁楼盖计算范文无梁楼盖是指没有横梁的楼顶结构,又被称为平屋顶结构。
它的设计和计算包括了屋面的强度、刚度等方面。
本文将对无梁楼盖的计算进行详细介绍。
无梁楼盖的计算主要包括以下几个方面:1.楼面荷载计算:楼面荷载是指建筑物楼面上的荷载,主要包括活荷载和恒荷载。
活荷载是指建筑物使用过程中产生的荷载,如人员、家具、设备等,通常由国家相关标准规定。
恒荷载是指建筑物自身重量产生的荷载。
根据设计标准和需求,计算出楼面上的活荷载和恒荷载,并加以合并得到总荷载。
2.屋面尺寸确定:根据建筑设计信息,确定无梁屋面的尺寸。
屋面尺寸的确定涉及到建筑物的布置和功能需求,需要考虑到空间使用的方便性和经济性。
3.材料选择:根据屋面尺寸和所需的荷载承载能力,选择适合的楼盖材料。
常见的无梁楼盖材料有钢筋混凝土、钢板、木材等。
选择材料时,需要考虑材料的强度、重量、可用性等因素。
4.结构计算:根据楼面荷载和选择的材料,进行无梁楼盖的结构计算。
结构计算主要包括屋面板的厚度、梁板的尺寸、支撑结构的布置等。
需要考虑到结构的强度、刚度和稳定性,确保无梁楼盖的安全使用。
5.施工技术:根据计算结果,确定无梁楼盖的施工技术和方法。
施工技术包括无梁屋面的搭建、支撑结构的安装、材料的连接等。
需要保证施工质量和工期的要求。
无梁楼盖的计算需要建筑工程师和结构工程师的合作,确保计算结果的准确性和可靠性。
计算过程中需要遵循相关的设计规范和标准,如国家标准《建筑结构荷载规范》等。
同时,还需要考虑到建筑物的安全使用和经济性,确保设计方案的可行性。
总之,无梁楼盖的计算是建筑设计过程中重要的一部分,它需要综合考虑建筑物的功能需求、荷载特点和结构特点。
只有通过科学合理的计算和设计,才能得到安全可靠的无梁楼盖结构。
无梁楼盖结构的设计计算
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无梁楼盖结构的设计计算梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
在我国,无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。
较之传统的密肋梁结构体系它具有整体性好、建筑空间大,可有效地增加层高等优点。
并且,采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。
在施工方面,采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点,从而大大提高了施工速度。
因此,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
对无梁楼盖这种结构来说,其设计计算主要分为两块:结构整体的空间结构分析和无梁楼盖本身的分析计算。
目前,PKPM系列结构设计软件对这两方面的设计都已经有比较成熟的分析方法。
下面我们就此分别做一些介绍:I.无梁楼盖的整体三维计算无梁楼盖结构的整体计算可通过PKPM软件中的TAT软件或SATWE软件进行。
当然,这两个软件对无梁楼盖在三维计算中的建模处理是不一样的:在TAT软件中,对于无梁楼盖结构来说,由于没有梁和柱子相连,一般我们必须按照规范中的规定将板简化为双向等代框架梁进行计算。
因此,在用P MCAD对无梁楼盖进行人机交互式建模时,首先应确定等代框架梁的宽、高,也即确定等代框架梁的刚度。
一般来说,等代框架梁的刚度由板宽决定:我们通常取柱距的1 /2板宽为等代框架梁的宽、高。
确定等代框架梁的刚度之后,再将等代框架梁作为普通的主梁输入。
比如下例中横向柱距为5400mm,则该向的等代梁截面定义为2 700mm*2700mm,纵向柱距为3000mm,则该向等代梁截面定义为1500mm*1500mm。
然后将所定义的等代框架梁布置好.模型建立后再接力TAT软件进行三维分析。
TAT的分析计算过程我们在此就不赘述了。
当然,这种方法对楼板的模拟与实际工程情况有一些出入,因此我们还可以采用S ATWE进行更为准确的计算。
在采用SATWE软件分析无梁楼盖结构时,由于SATWE软件具有考虑楼板弹性变形的功能,可以采用弹性楼板单元较为真实的模拟楼板的刚度和计算变形。
无梁楼盖的计算方法
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无梁楼盖的计算方法近些年来,随着科学技术的不断向前发展,多种科学技术手段已经逐渐的运用到了各种建筑的建设过程当中。
其中,无梁楼盖就是一种比较新型的建筑方式,这种建筑方式具有多个方面的有点,因此被大量的运用到了建筑的建设过程当中。
但是,无梁楼盖也存在着受力复杂方面的特点。
为了保证无梁楼盖的建设质量,无梁楼盖在进行设计的过程当中必须采取计算方法进行准确的计算。
对此本文主要对无梁楼盖几种常用的计算方法进行了分析介绍。
标签建筑;无梁楼盖;受力复杂;计算方法;分析介绍1、前言无梁楼盖是一种比较新型的楼盖建设方式,与传统的楼盖建设方式存在着很大的区别。
现阶段,为了最大限度的提高楼盖的建设质量以及减小施工的复杂程度,无梁楼盖才被逐渐的运用到了楼盖的建设过程当中。
无梁楼盖在进行设计的过程当中,必须对其受力情况进行准确的分析计算,然后才能指导楼盖的施工。
因此,我们很有必要对我国现阶段无梁楼盖常用的几种计算方法进行分析阐述。
2、无梁楼盖的优点正是因为无梁楼盖具有多个方面的优点,无梁楼盖才逐渐的被运用到了楼盖的建设过程当中同时也得到了相关人士的认可。
无梁楼盖就是指在楼盖进行施工建设的过程当中,省去了梁肋的设置,而是直接将施工材料的全部载荷让柱子进行承担。
正是因为无梁楼盖建设方式的特殊性以及将楼盖的所有载荷都由柱子来承担,那么对无梁楼盖的整体以及局部受力情况要求非常的高。
从总体来看,无梁楼盖是楼盖建设过程当中一种整体的发展趋势,所具有的优点主要体现在以下几个方面:第一,结构高度变小。
这主要是因为无梁楼盖在进行施工的过程当中去除了全部的梁肋,使得楼盖的整体建设高度降低;第二,板底平整也是无梁楼盖的一个比较突出的优点;第三,整体性比较好,并且从构造方面来看也比较的简单;第四,施工程序的复杂程度也大大的被降低,所建设楼层的整体高度随着无梁楼盖高度的降低会显著的增加。
总之,无梁楼盖是一种适应现代建筑的新型楼盖建筑方式,是非常值得大力推广的一种建设方式。
地下室无梁楼盖的设计方法探讨
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地下室无梁楼盖的设计方法探讨随着社会经济的发展,人们的生活水平和生活质量也有了明显的提升,建筑项目尽管在持续增多,但依然不能满足人们的要求,愈来愈多的大面积地下室被运用起来,无梁楼盖现在运用特别普遍。
因为它的很多优点,在中国的许多地下室中被普遍运用。
从综合效益的角度开始,能对地下室应用的各类楼盖构造实施分析以获得无梁楼盖是多层地下室的第一选择。
本文先介绍了地下室无梁楼盖的特征,主要诉述其构造方式与计算办法的选择。
标签:建筑;地下室底板;无梁楼盖0 引言设计无梁楼盖,和一般的梁板构造系统对比来说,许多的优点,它让地下室的层高降低了,土方的挖掘减少了;简捷的传力路径,方便布置管线,快的施工速度,对地下室通风也非常有利,净空运用率高。
跟一般的梁板系统相比,无梁楼盖因为施工简单方便、相对好的经济效益,已愈来愈普遍的运用于地下室底板中。
1 地下室无梁楼盖结构特征无梁楼盖把之前集中受力的梁改成无数分散空间受力的工字构造系统,让一样高的楼层净空扩大,节约建材,提升施工进度,并且更密的质地,更高的抗压性,更强的抗振动冲击,更适当的构造。
经过文献资料表明,属于弹性状态的是楼板在出现开裂前,随着持续加大的荷载,率先在柱帽顶部发生的裂缝,进一步横向延伸,当裂缝延伸至板跨中时,成批地板底裂缝开始出现,最终在柱帽顶部、柱列轴线的跨中板底、板顶产生相对多裂缝,与此同时,达到受拉屈服的钢筋,而同时达到极限压应变的混凝土,在这样的条件下,楼板发生了严重破坏。
地下室采用无梁楼盖结构体系,能够让控制工程的埋深减少,并且从应用作用角度来看,可以让地下室的应用面积有效增加,节省供电和通风设备的一直投入。
从构造成本角度而言,可以让基坑支护成本降低,让基坑的挖掘工作量降低,节省竖向构件的材料应用。
无梁楼盖构造系统凭借上述特征,广泛运用于地下室项目,并且无梁楼盖具有普通结构体系不同的特点,因此设计人员应当重视该体系的结构设计。
2 工程概况某工程地下三层,地上为五栋22 层的住宅与四层裙房,大型超市建在地下室三层,而受本钱控制业主要求不能超过10m的地下总高,地下室为8.5×8.5的柱距最大,由于首层定义为嵌固层,故首层做梁板构造,这样来地下一层层高为3.6m,地下二三层高都为 3.2m。
无梁楼盖结构计算方法的探讨
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荷载工况 等代梁宽取值 荷载取值 计算方法 内力取值
竖向荷载 作用
水平荷载 作用
取等于板跨 单 向 加 全
中心线之间 的距 离 , 即 LX 及 Ly
载 ,即各单 向框架承 受全部柱 距范围内
的荷载
取等于板跨 单 向 加 全
中心线之间 载 ,即柱上 距离的一 板带承受
Abstract: This article analyzes and compares the calculation methods of equivalent p lane framework and equivalent space framework for the mushroom floor structure combining with the engineering p ractice. Adop ting the method of equiva2 lent space framework for calculating the mushroom floor structure and abolishing some calculation assump tions of manual computation, may fully utilize the p resent calculation measures, avoid combination of internal forces which needs too much labor resources, so that the calculation is simp lified. Key words:method of equivalent p lane framework; method of equivalent space framework; ribbon strip
无梁楼盖的计算
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无梁楼盖的计算无梁楼盖在车库和商场比较有用,尤其在非抗震区。
现在谈谈无梁板的设计:设计:关于无梁板的内力计算,一般的,软件都不是很好用,pkpm提出过相关计算方法,我觉得也不是很完善,它只提到位移,周期计算。
对于施工图设计并不完善。
计算机计算方法是有限元分析法。
一般的,手算计算方法有:等代框架法,经验系数法。
等代框架就是把板带等效成相应刚度的梁,再与柱子组合成框架参与计算,这个在计算水平作用时候还要注意等代框架取板的宽度,计算结构位移和周期都是有用的,不过有一点要注意,柱子刚度不准确了,如果双向都要等代就比较麻烦。
pkpm提到过用弹性板和真实柱子来计算,我想应该准确一点。
我曾经比较过没有水平力下的弯矩基本上没有什么变化。
如果合用经验系数法的条件,用经验系数法很简单,也计算的比较准确。
经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力,内跨用0.65Mo与0.35Mo来分配内力。
所以首先必须计算在简支下的跨中弯矩Mo。
无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题,计算模型,计算荷载。
如果还有柱帽和托板,还要注意内力会往支座处倾斜,这个时候要注意截面设计的位置,和节点构造。
板厚的取值应该根据长跨的来确定。
计算模型就是简化为一个方向的单向板,X,Y向都要计算100%的荷载,相当于计算2次单向板,分别计算受力钢筋。
构造:一般的无梁楼盖的构造主要就是暗梁,柱头构造,板面抗裂构造。
暗梁注意暗梁宽度和钢筋面积大小,箍筋刚度和密度,要在施工过程中经得起工人的踩压而不变形,这个靠经验,板比较厚(250以上)的情况,建议用10,或12的钢筋做箍筋,做稀一点也可以。
柱头处注意钢筋截断的长度,尤其是有托板的情况下要重视。
另外一个重要的构造就是板筋的搭接问题,对于无梁板什么地方受拉什么受压要清楚,搭接要符合规范,必要时候要在施工图中说明!板面通筋很重要,有人分析尽量不要大于200的间距,尤其是长度比较大的和温差有明显的位置,要计算一下板面通筋的量。
无梁楼盖两种计算模式结果对比
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无梁楼盖两种计算模式结果对比无梁楼盖是指楼板上不设置梁的一种结构形式。
在建筑设计中,无梁楼盖可以采用两种计算模式,即孤立柱法和连续柱法。
本文将详细介绍这两种计算模式的具体原理和结果对比。
一、孤立柱法孤立柱法是指将无梁楼盖的计算问题分解为楼板和柱子分别进行计算的方法。
具体来说,将楼板以无梁矩形板进行计算,然后再将弯矩集中到四个柱子上,利用单片楼板与四个孤立柱之间的协同作用来进行计算。
孤立柱法的计算步骤如下:1.首先进行楼板的计算,采用垂直荷载法进行计算,根据楼板所受到的荷载大小进行受力分析,计算楼板所受到的弯矩和剪力;2.然后将计算出的楼板弯矩集中到四个孤立柱上,根据楼板受力点的位置和弯矩大小,计算出每个孤立柱所受到的弯矩和剪力;3.最后,根据孤立柱所受到的荷载大小和弯矩大小,进行孤立柱的计算,计算出孤立柱的截面尺寸和受力性能。
使用孤立柱法进行无梁楼盖的计算,其优点是计算简单、直观,可以通过分析单个孤立柱的截面尺寸来确定整个楼盖的结构设计。
然而,孤立柱法忽略了楼板和孤立柱之间的连续性,未能充分利用楼板和柱子之间的共同协作效应。
因此,在一些结构设计中可能存在不足之处。
二、连续柱法连续柱法是指将无梁楼盖的计算问题看作是楼板和柱子之间的连续体系进行计算的方法。
具体来说,将楼板和柱子看作是一个整体,利用连续性原理来进行受力分析和计算。
连续柱法的计算步骤如下:1.首先进行楼板和柱子之间的连续体系模型的建立,将楼板和柱子连接起来,考虑楼板和柱子之间的连续性;2.然后进行楼板的计算,采用垂直荷载法进行计算,根据楼板所受到的荷载大小进行受力分析,计算楼板所受到的弯矩和剪力;3.接下来,进行柱子的计算,根据连续体系的受力平衡和变形条件,计算出每个柱子所受到的荷载大小和弯矩大小;4.最后,根据柱子所受到的荷载大小和弯矩大小,进行柱子的计算,计算出柱子的截面尺寸和受力性能。
使用连续柱法进行无梁楼盖的计算,其优点是能够充分考虑楼板和柱子之间的连续性,利用楼板和柱子之间的共同协作效应,提高结构的整体性能。
无梁楼盖结构设计要点探讨 李玉明
![无梁楼盖结构设计要点探讨 李玉明](https://img.taocdn.com/s3/m/8cb697e4ee06eff9aff80741.png)
无梁楼盖结构设计要点探讨李玉明发表时间:2017-07-27T15:54:47.413Z 来源:《基层建设》2017年第10期作者:李玉明[导读] 摘要:由于无梁楼盖结构存在着高度较小,结构简单,整体性好诸多好处和优点,基于其多方面的优越性能使得这类结构在各类民用建筑目前获得越来越广泛的应用。
新地能源工程技术有限公司 065000摘要:由于无梁楼盖结构存在着高度较小,结构简单,整体性好诸多好处和优点,基于其多方面的优越性能使得这类结构在各类民用建筑目前获得越来越广泛的应用。
本文首先分析了无梁顶板结构的优点,其次对无梁底板结构设计的相关内容进行了详细的介绍。
无梁楼盖是一种直接支持钢筋混凝土双向受力的结构柱,但由于板带横向的刚度,因此只适用于抗震设计防烈度较低的建筑物。
无梁结构是由地板与立柱共同构成的屋顶柱结构体系,楼面荷载直接通过屋顶到立柱和立柱底座,大大缩短了动力传递路径,增加了建筑面积,节约了建筑模板,但容易导致板材冲切破坏现象。
在的施工中,通常只需要对抗震结构的要求进行综合考虑,无梁底盖可以更好地适用于结构,特别是屋盖结构。
关键词:无梁楼盖;建筑;设计无梁楼盖结构直接将板支承在柱上,与梁板结构相比,其具有构造高度相对较小,有效空间相对增加,施工方便等优点,且有利于采光、通风等特点,故无梁楼盖结构得到越来越多的应用。
随着新技术、新工艺日新月异的变化,在传统的平板无梁楼盖和带柱帽的无梁楼盖基础之上,现在又出现了诸如密肋板无梁楼盖、预应力无梁楼盖、预应力空心板无梁楼盖等各种新型的无梁楼盖结构形式。
文中以传统的带柱帽的无梁楼盖为研究对象,通过查阅大量文献,对无梁楼盖设计的相关问题进行了分析和研究。
与梁板结构相比,无梁楼盖结构直接将板支撑于柱子上,只在边缘设置梁或墙,其设置参数的选择有其自身的要求;其荷载直接由板传递给柱,受力形式较为复杂;目前关于无梁楼盖结构的设计方法和理论相对较少,还不够成熟。
以上三点问题正是目前无梁楼盖结构设计中的关键问题。
无梁楼盖计算分析与设计
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无梁楼盖计算分析与设计当前,很多项目在地下空间的设计过程中,大量采用无梁楼盖结构体系,目前该结构体系的设计依据较少。
根据本人近几年在该体系的设计经验,对该结构体系设计过程中提出部分设计建议供参考。
标签:无梁楼盖;柱帽;托板;消防车荷载;冲切;不平衡弯矩无梁楼盖结构体系,在空间利用上有绝对的优势,近几年无梁楼盖结构体系大量用于地下室楼盖。
同时因设计不成熟、施工不重视,导致该体系在施工过程中事故频发。
本人结合近些年的设计经验及对规范的理解对无梁楼盖结构体系提出以下个人设计建议。
1、柱帽、托板类型无梁楼盖柱帽、托板类型有以下几种类型,见图1:类型一及类型三适合用于荷载相对较小的情况,如地下室中间层楼盖。
地下室顶板等作用荷载较大的情况通常采用类型二(柱帽+托板)的形式。
2、截面尺寸取值楼板板厚的取值,首先需要满足柱帽或者托板对它的冲切,建议控制冲切系数不大于0.75。
除了控制柱帽或托板对它的冲切外,还应该重视配筋的选取。
无梁楼盖配筋均为双层双向配筋后柱帽位置再附加短钢筋,建议附加短钢筋与拉通钢筋的级差不超过三级。
如计算出来的结果导致拉通钢筋与附加钢筋级差较大时应适当的加厚楼板。
柱帽及托板厚度取值取决于冲切、受弯计算,建议控制冲切计算时冲切系数不大于0.75,受弯计算时需反复调试托板厚度以达到同上a条控制附加短钢筋与拉通钢筋的级差。
托板宽度取值,主要也是根据配筋率及拉通筋与附加筋的级差控制。
建议取值可参考按照1\3~1\4柱跨度取值,当楼板厚度较厚大于400mm时托板宽度可取小值,当楼板厚度较薄小于300mm时托板宽度可取大值。
3、无梁楼盖的传力在普通的梁板结构体系中,梁刚度远大于楼板的平面外刚度,我们一般假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为0,同时采用“梁刚度放大系数”来弥补楼板的面外刚度,这样楼板荷载传递到梁再传递给竖向构件,传力路径简单清晰。
但在无梁楼盖结构体系中,因没有明显梁的作用,所以楼板荷载是直接传递到竖向构件的,计算应考虑楼板的平面内和平面外刚度,软件计算中楼板按弹性楼板6考虑。
无梁楼盖体系内力计算分析
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无梁楼盖体系内力计算分析前言:无梁楼盖体系同时也被称为板柱体系,主要通过在楼盖中布置梁肋,将现浇混凝土板支承于柱,从受力角度来讲,无梁楼盖具有双向受力特点,同时楼面荷载将直接传递于柱,进而传递于基础。
无梁楼盖从其结构形式可分为密肋板或平板。
根据柱帽可分为无柱帽或有柱帽无梁楼盖体系,根据施工流程可分为现浇式或整体装配式。
根据笔者经验,当建筑楼面的可变标准荷载值超过5KN/m2时或其跨度低于6m时,均适用无梁楼盖体系。
无梁楼盖结构体系目前适用于商场、多层工业厂房、库房、图书馆等建筑,其柱网多采用矩形或正方形,其中以正方形更具经济性。
板内钢筋根据纵、横向布置,楼盖的四边支承于墙上或边柱圈梁上,从而能够控制房屋的体积以及节省墙体结构,无梁楼盖的平整度较高,从而通风、采光以及卫生条件更为理想。
由于施工模板较为简单,从而能够节省大量的模板用量与人员成本,因此推广无梁楼盖体系具有经济性与社会效益。
1、无梁楼盖体系内力计算无梁楼盖结构体系设计可通过弹性理论来分析计算,也可根据塑性理论进行分析计算,目前常用的设计方法包括:经验系数计算法、等代框架计算法、精确计算法等。
1.1经验系数计算法该法常适用于较为规则的等代框架建筑,采用经验系数法时,建筑物必须符合下列条件:第一,无梁楼盖结构纵、横方向均超过连续三跨;第二,区格内的长跨与短跨之比不小于1.5;第三,相同方向的最大与最小跨度比值应当小于1.2 ,且两端跨度不应大于内跨;第四,活荷载不应大于3倍的恒荷载设计值;第五,为确保无梁楼盖能抵抗水平荷载,在无梁楼盖结构体系中应确保有剪力与抗侧力支撑。
经验系数计算法是基于薄板弹性理论,得出柱上与跨中板带在跨中截面、支座截面的弯矩系数,根据经验系数法给出无梁楼盖内力数值,最终总结其纵、横向板的总弯矩,根据其弯矩分配系数,从而计算各截面弯矩数值。
1.2等代框架计算法等代框架计算法主要是将整个建筑结构沿横、纵划分为纵向与横向等代框架,不同于普通框架柱,普通框架梁柱均能够传递内力包括弯矩、轴力等,而在等代框架体系中,在竖向荷载条件下,等代框架梁宽度取值方向与梁跨呈垂直方向,其数值都均大于柱宽,仅一小部分竖向荷载靠柱子直接传递,其余荷载都通过扭矩来进行传递,所以无梁楼盖体系中代框架柱包括柱帽以及两侧扭臂等,在设计过程中其刚度都应当充分等代柱的受弯刚度与扭臂受扭刚度。
无梁楼盖计算及配筋方法探讨
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无梁楼盖计算及配筋方法探讨王亚【摘要】无梁楼盖作为一种常见的楼盖形式已广泛应用于各类建筑中.文章阐述了无梁楼盖结构体系的计算方法和不同配筋形式,最后通过某工程实例比较了无梁楼盖体系不同配筋形式的经济性,以供设计参考.【期刊名称】《工程建设与设计》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】3页(P39-41)【关键词】无梁楼盖;计算方法;配筋方式【作者】王亚【作者单位】山东省冶金设计院股份有限公司,济南250014【正文语种】中文【中图分类】工业技术【文献来源】https:///academic-journal-cn_construction-design-engineering_thesis/0201230896406.html无梁楼盖计算及配筋方法探讨 Discussiononthe CalculationandReinforcementMethodsofthe Slab-columnSystem王亚(山东省冶金设计院股份有限公司,济南 250014 )WANGYa(ShandongProvinceMetallurgicalEngineeringCo.Ltd.,Jinan250014,China)【摘要】无梁楼盖作为一种常见的楼盖形式已广泛应用于各类建筑中。
文章阐述了无粱楼盖结构体系的计算方法和不同配筋形式,最后通过某工程实例比较了无梁楼盖体系不同配筋形式的经济性,以供设计参考。
【Abstract 】theslab-column system asakind ofcommonfloorform has been widely used inallkinds ofbuildings.Thispaper describes thecalculationmethodand differentreinforcementform about theslab-column system,finally,througha projectexample,itcomparedtheeconomyofdifferentreinforcement form about theslab-column systcm,asan:ferenceforthedesign.关键词】无梁楼盖;计算方法;配筋方式【 Keywordsltheslab-columnsystem;calculationmethods; reinforcementway中图分类号】 TU231【文献标志码lA 【文章编号】 1007-9467(2013)07-0039-03 1 引言钢筋混凝土无梁楼盖是一种比较成熟的楼盖体系,与传统的梁板楼盖体系相比,具有整体性好、建筑空间大、可有效降低建筑层高、施工便捷、工期短等优点,已广泛应用于地下车库、图书馆等大空间建筑中【 Il。
无梁楼盖结构计算方法的分析与思考(朱炳寅)
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总支座弯矩ML=(85%~98%)MD;柱上板带ML=(65%~95%)MD;跨中板带弯矩的变动幅度较 大,采用计算简图(2)、(4)时,ML=(107%~281%)MD,而采用计算简图(3)时,ML=(79%~186%)MD。
(2) 跨中弯矩
总跨中弯矩,采用计算简图(2)、(4)时,ML=(105%~127%)MD;而采用计算简图(3)时,ML= 92%MD;柱上板带ML=(109%~177%)MD;跨中板带ML=(50%~111%)MD。
梁、柱荷重应直接输入。
等代平面框架法计算过程分析比较表
表1
荷载工况
等代梁宽度取值
荷载取值
计算方法
内力取值
(1)在竖向荷载作 用下
取等于板跨中心 线之间的距离,即 Lx及Ly
单向加全载,即各 单向框架承受全 部柱距范围内的 荷载
a)手算 b)平面及空间分 析计算程序[注A]
采用经验系数法 确定柱上及跨中 板带的内力
叉梁系,与柱子形成空间框架,然后对各荷载情况,取用同一的交叉梁布置,利用现行的空间分析
程序(如TBSA、TAT、SATWE等),进行结构的设计计算。见下表:
等代空间框架法计算过程分析比较表
表2
荷载工况
肋梁宽度取值
荷载取值
计算方法
内力取值
在竖向及水平荷 载共同作用下
将楼板划分为由 等代肋梁组成的
交叉梁系
全部荷载由双向 框架共同承受
空间分析计算程 序
求得各梁内力及 配筋
上述计算方法中,肋梁的划分是关键,在程序容量许可的前提下,肋梁划分的网格越小,计算
结果越趋合理。
下列几点值得重视:
(1) 因板通常为双向配,两方向板的计算高度不同,等代筋梁梁高一般可取板厚;梁宽可取网
无梁楼盖计算方法
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无梁楼盖计算方法
无梁楼盖是一种常用的结构形式,其特点是没有横梁作为支撑,主要
由由砖、砂浆和钢筋组成的楼板板材直接承受楼层荷载,并将荷载传递到
墙体上。
无梁楼盖的计算方法主要包括楼板荷载计算、楼板设计和墙体设计三
个方面。
首先,根据楼层设计要求和使用情况,确定楼板的荷载。
楼板的荷载
可以分为自重荷载、活荷载和设备荷载。
自重荷载是指楼板自身的重量,
可以由楼板材料的密度和厚度来计算。
活荷载是指人员和设备在楼板上活
动造成的荷载,在国家标准中有详细的要求。
设备荷载是指楼层内设置的
特殊设备引起的荷载,需要根据设备的重量和分布情况进行计算。
其次,根据楼板的荷载计算结果,确定楼板的设计参数。
楼板设计参
数包括楼板的净跨度、楼板的截面尺寸和楼板的钢筋布置。
楼板的净跨度
是指除去墙体厚度后的实际自由跨度,需要根据楼层布置和结构限制进行
确定。
楼板的截面尺寸和钢筋布置需要根据楼板的强度和刚度要求进行设计,可以采用模型分析和受力平衡原理来确定,通常需要根据经验和规范
进行调整。
最后,根据楼板的设计参数,进行墙体的设计。
无梁楼盖的墙体设计
主要包括墙体厚度、墙体的自重荷载、楼板与墙体的连接、墙体与楼板的
受力传递等方面。
墙体的厚度需要根据楼板的截面尺寸和荷载要求来确定,一般可以采用经验公式进行计算。
楼板与墙体的连接可以采用悬挑钢筋、
连接板等方式来实现。
墙体与楼板的受力传递需要通过墙体的竖向钢筋和
楼板的横向钢筋来实现,需要满足受力平衡和变形要求。
无梁楼盖结构设计改进的探讨(学习)
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无梁楼盖结构设计改进的探讨(学习)一、普通楼盖结构基本设计方法及无梁楼盖特点1.普通楼盖结构设计:常见的平板分为单向板及双向板,其共同特点是以梁或墙作为支座.单向板计算最简单,计算模型与梁相同,亦称为梁式板;双向板受力较复杂,可根据跨中“等挠度理论”反推所分担的荷载比例,两个方向分别按照单向板计算.2.无梁楼盖特点:周边无梁或墙作为支座,直接以柱子作为支座,如何计算?1)“板带法”应运而生:以柱列中心线两侧一定宽度作为计算单元,承受楼面荷载,可近似按照多跨框架或连续梁进行计算.一般柱网为正交矩形网格,沿两个方向布置板带便形成井字格,中间留下很多“天井”.2)问题a.这些如何天井如何处理?习惯做法:在前述板带的基础上另设双向板带(号称跨中带)将这些天井填满!b.跨中带如何计算?一些参考资料及规范都提供了一些计算方法,但是包括本人在内很多人并未真正理解其原理.二、无梁楼盖设计思路与方法1.要点:1)依据:结构力学基本概念常识原理2)强调概念设计(定性分析),避免迷信电脑软件计算结果.3)从结构布置与构造做法合理性等方面全面考虑,使之与计算模型尽可能一致;4)使复杂问题尽可能简化,受力明确,避免存在歧义,模棱两可的现象.5)确保安全可靠,首先要避免剪切(冲切)导致脆性破坏.根据节点处以及柱列线等严重应力集中的薄弱部位采取切实的加强措施6)核心内容:a.板支座:就是柱子,不考虑“板搭板”的支承方式b.结构建模:设置对角线方向板带,(不考虑“跨中带”),板带可作为“等代梁”与柱共同组成多跨等代(平面)框架.近似计算并可进一步可简化为多跨连续梁甚至单跨(固端)梁计算.c.构造措施:设柱帽及暗梁2.明确基本概念1)“力流”概念:由荷载作用点传递到支座的几何轨迹和构件受力大小的形象表述,对无梁楼盖而言,任何部位承受荷载基本上均通过板带直接传到柱中心;柱列处力流详见图1,跨中附近力流详见图2.根据基本概念,图2a的力流方向是正确的,而图2b 的力流方向只适用于柱列处存在刚度很大的框架梁的情况,对于无梁楼盖而言无疑是错误!2)支座与反力:对无梁楼盖而言,可根据经验对各柱的荷载范围作出简单划分,直接计算柱反力.3)结构计算模型:结构布置基本原理:传力尽可能简单直接,传力路线尽量缩短.板带即是传递应力的主要通道.实际上板带是客观存在,而不是主观划分.板带可当作“等代梁”每个板带与柱一道形成多跨“等代框架”,近似也可按多跨连续梁计算.初步估算也可按照单跨梁进行.3.结构构造做法:1)设柱帽:必须足够大、足够厚,柱帽平面宜设计为正八边形或圆形,建议直径取柱距的1/3,最大厚度取跨度的1/12左右,柱帽混凝土应与楼板同时整体浇筑,配置足够多的钢筋.确保抗冲切承载力,并可缓解高度应力集中的现象,保证柱上带钢筋有足够的锚固长度;柱帽与楼板一道整浇,以确保整体性及抗冲切能力.柱帽的尺寸有限,厚度略大一点对建筑功能及观感无明显影响,因此绝不可太“抠”!2)受力顺着板带轴线方向配置,各板带上下均配置通长钢筋(不少于2根),大部分负筋根据弯矩图确定切断点.底部钢筋不必全部伸入支座,详见图4.另沿X、Y两向通长配置分布钢筋.3)在各板带设暗梁,在支托范围内箍筋加密.板柱连接节点配筋示意见图5图5板柱连接节点配筋示意图4)各板带分担荷载面积图见图6、图7.4.结构计算分析施工图阶段详细计算应采用计算机软件进行.简化计算方法可用于初步设计估算,荷载近似按均布考虑.1)所有柱列带均为平面框架或单向多跨连续板,以柱子作为支座,计算非常简单方便!2)各板带支座及跨中内力计算最不利荷载组合参见下图.3)简化计算可按照塑性内力重分布方法,在均布荷载(恒活荷载比例不小于0.3时)作用下的弯矩系数见下图,不必扣除板带重叠部分的荷载,计算结果偏于安全,考虑柱帽刚度影响时,跨度可适当减小.当活荷载所占比例太大时,可按实际荷载分布情况采用弯矩分配法等方法进行计算,也很简单方便.4)在均布荷载(恒活荷载比例不小于0.3时)作用下的弯矩系数见下图,当活荷载所占比例太大时,支座剪力可按照实际荷载逐跨计算,验算支托(柱帽)边沿截面及柱帽与柱交接面的抗剪承载力即可,不必进行冲切计算,也不必考虑支座处的“不平衡弯矩”的影响,(个人认为实际上所谓“不平衡弯矩”的提法不符合结构力学的基本概念,在此不赘述)5)由于板带刚度有限,柱截面一般不会太小,因此初步近似计算也可以将毎跨板带按单跨固端梁计算,同样考虑柱帽刚度影响,取刚域边缘处的弯矩计算配筋数量.剪力计算则更简单!6)纵向受力钢筋根据弯矩图配置,均顺着受力方向配置,牢固锚固于柱截面或柱帽之中,每根钢筋均可以充分发挥作用.三、对上述方法的简单评价及注意事项:1.构造合理,受力情况大大改善,较常用方法安全可靠度至少提高1倍;1)设柱帽及暗梁可实现强剪弱弯,强节点弱构件的最低要求,明显改善支座处应力集中现象,避免剪切或冲切破坏,配置足够数量的钢筋可大大增加抗剪承载力;2)板带划分及配筋合理,传力路线明确,在明显超载情况下,可能产生局部破坏,但不会发生连续倒塌.2.概念明确,传力路线简单,计算模型科学严谨,计算方法简单方便.3.各板带受力钢筋均在柱截面或柱帽处相交,配筋构造应合理配置,以利施工方便,确保施工质量.4.无梁楼盖观感较好,又可减小建筑层高,很受甲方青睐,但从结构的安全可靠性角度则是相当不利,因此在无梁楼盖设计中必须留有足够的安全储备,切不可过于迁就甲方及建筑专业的苛刻要求,导致工程隐患甚至恶性事故!例如:板厚不可太小,除了满足承载力要求以外,还要满足刚度及抗裂要求,配钢率不可太“抠”,使用荷载必须严格控制等等.5.无梁楼盖仅适用于跨度不大,荷载较小的情况,若无特殊需要,在方案设计阶段,宜首选普通框架加梁板结构,荷载很大时例如地下车库顶板上有很厚回填土或消防车荷载时应采用十字梁或井字梁板体系.。
浅谈无梁楼盖的使用计算法与等代框架法
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和跨中板带,柱上板带可以看作是支承在柱上的“连续板” ,而跨中板带则可看 作是支承在于它垂直的柱上板带上的“连续板” 。实用计算法是取一条宽度相当 于柱网宽度,并以一列柱子作为支座的区格板带作为计算单元。因此,这样一个 单元板带包括一条柱上板带和一条跨中板带。 纵横两个方向计算单元中间各跨的 计算跨度分别为 l1-2c/3 和 l2-2c/3; 当无梁顶盖沿周边支承在池壁上时, 边跨的计 算跨度分别为 l1-c/3 和 l2-c/3。此外,在实用计算法中还假设在柱帽计算宽度 c 的范围内,板的支座压应力呈三角形分布;横载和活载则满布在整个板面上,即 不考虑活荷载的最不利位置。
③框架柱的计算高度等于池壁的计算高度 H。 ④假设框架横梁(顶板)两端固定支承于框架柱(池壁)上,形成刚接节点。 ⑤等代框架承受均布荷载,即单位荷载强度乘以计算宽度。 ⑥顶板弯矩的计算, 划分为柱上板带和跨中板带,然后将等待框架的横梁弯
5
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浅析无梁楼盖的实用计算法与等代框架法
(摘要)介绍无梁楼盖结构体系的两种计算方法:实用计算法以及等代框架 法, 同时结合北京市顺义区垃圾填埋厂工程渗沥液调节池的计算实例来比较分析 两种计算方法的结果差异。 (关键词)无梁楼盖 实用计算法 等代框架法 渗沥液调节池
1. 前言 无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。在我 国, 无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。较之传统 的密肋结构体系它具有整体性好、 建筑空间大, 可有效地增加层高等优点。 并且, 采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系 的建筑物。在施工方面,采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、楼 面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点,从而大大提高了施工速度。 2. 无梁楼盖在市政工程构筑物中的应用 由于无梁楼盖的顶盖是将钢筋混凝土板直接支承在带有柱帽的钢筋混凝土 柱上,而完全不设主梁和次梁。顶盖沿周边可以支承在带有半边柱帽的边柱上, 也可以直接支承在墙壁或水池池壁上。当顶盖上的有效荷载超过 500kg/m2 时, 跨度在 6m 以内的无梁顶盖比肋形顶盖经济。此外,无梁顶盖所占的结构高度远 比一般肋形顶盖为小,而且它的底面平整,模板简单,便于施工,且有利于在板 下安设管道。因此,容量较大的矩形或圆形水池的顶盖都常采用这种结构形式。 但是由于池内支柱较多,在侧向荷载作用下,其刚度欠佳。 3. 实用计算法与等代框架法原理 3.1 结构体型布置 无梁顶盖多采用正方形柱网,个别情况下也可采用矩形柱网,柱和柱帽通常 采用正方形截面,在有覆土的水池顶盖中,多采用带有帽顶板的柱帽,当采用有 帽顶板的柱帽时,应使顶板厚度 h≥L/35(L 是指沿矩形长边方向的柱网尺寸) 。 3.2 实用计算法 实用计算法也称为经验系数法, 是将无梁板沿两个方向分别划分为柱上板带
地下室无梁楼盖计算方法研究 安灵健
![地下室无梁楼盖计算方法研究 安灵健](https://img.taocdn.com/s3/m/dd8b2253dd88d0d232d46a22.png)
地下室无梁楼盖计算方法研究安灵健摘要:无梁楼盖又称之为板柱结构,它由楼板和柱组成承重结构,他以传力直接、整体性好,施工简便、提高施工进度、最大限度的提高楼层净高、降低建筑高度、减少工程造价而受到广泛的重视,进一步加强对其的研究非常有必要。
基于此本文分析了地下室无梁楼盖计算方法。
关键词:地下室;无梁楼盖;计算方法1、概述1.1、地下室无梁楼盖的特点无梁楼盖为双向受力板柱结构,无梁楼板为四点支承双向板。
研究表明,无梁楼板开裂前处于弹性工作状态,随着荷载的增加,裂缝首先出现在柱帽顶部,随后不断发展,出现在跨中中部的1/3跨度处,再后来成批地出现板底裂缝,直至柱帽顶部、柱列轴线的板顶和跨中的板底出现很大的裂缝,此时,钢筋受拉屈服,混凝土达到极限压应变,楼板也出现严重破坏的状态。
将无梁楼盖运用于地下室,可有效降低地下室层高,从而减少地下室总埋深。
从使用效果来看,可增加地下室的有效使用面积,节约通风设备和长期供电的投入。
就结构成本而言,可降低基坑支护费用,减少基坑土方开挖量,节约地下室竖向构件的材料用量。
由于无梁楼盖有上述几个特点,因此无梁楼盖被越来越多地运用于地下室中。
另外,因为无梁楼盖具有明显不同于有梁楼盖的特点,因此应高度重视其结构的设计。
1.2、无梁楼盖结构形式的选择传统的无梁楼盖为等厚度无梁楼盖,随着技术的进步,出现了柱上板带厚于其他部位的不等厚无梁楼盖。
无梁楼盖按是否设置柱帽,可以分为不设柱帽、设锥形柱帽和设方形柱帽三种形式。
根据刚度原理,柱上板带刚度大于其余部位有利于荷载的传递,因此,从受力合理性来看,不等厚无梁楼盖优于等厚度无梁楼盖。
必须指出的是,不等厚无梁楼盖可能因构造的需要,其用钢量略大于等厚度无梁楼盖,但其受力合理、自重较轻,所以仍然建议优先选择不等厚无梁楼盖。
无梁楼盖是否设置柱帽,主要取决于柱上板带的厚度是否满足抗冲切的要求。
如果厚度合适,且不需要配置或仅需配置少量抗冲切箍筋就能满足要求时,则不设柱帽;否则需要设柱帽。
浅谈无梁楼盖的结构设计和主要材料指标(五篇)
![浅谈无梁楼盖的结构设计和主要材料指标(五篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/fff488b1ed3a87c24028915f804d2b160a4e867f.png)
浅谈无梁楼盖的结构设计和主要材料指标(五篇)第一篇:浅谈无梁楼盖的结构设计和主要材料指标浅谈无梁楼盖的结构设计和主要材料指标摘要:无梁楼盖的受力特点及柱帽形式可详见相关教材,其设计的计算方法有弹性理论和塑性饺线法两种计算方法;按弹性理论的计算方法中,有等代框架法、经验系数法等。
本文用经验系数法计算无梁楼盖结构在垂直荷载作用下柱帽的冲切承载力、板带的内力分析及结构的材料用量,从而验证其在实际工程中的经济性。
关键词:荷载;冲切承载力;内力分析;材料统计0前言近年来,随着城市化进程的加快,大、中城市新增了大量的城市居民,因此势必增加城市的住房用地,由于用地红线和绿化率及开发商利益三者之间的矛盾,大型地下车库在各个小区大量出现,而无梁楼盖是一种很好的结构形式,不仅能有效的减小层高,满足各专业层高要求,从而节省了各主要材料的用料,而且能够减少土的开挖量。
本文以实际工程为例,用经验系数法来做无梁楼盖设计的简单介绍:实际工程情况如下:顶板覆土厚度为1.5米,轴线间距均为8.1米,柱截面尺寸为0.6x0.6米,混凝土等级采用C30,钢筋全部采用HRB400,顶板考虑的活荷载为10KN/m2;需要注意的是经验系数法的应用范围必须满足以下几个条件:(1)每个方向至少应有三个连续跨:(2)同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2;(3)任一区格板的长边和短边之比不大于1.5;(4)可变荷载和永久荷载之比不大于3;(5)不规则柱网,柱的偏离值不应大于跨度的10%。
不满足上面5个条件的项目可选择其他的设计方法。
具体的设计过程如下:1荷载统计覆土的重量:20x1.5=30KN/m2;顶板的重量:25x0.35=8.97KN/m2(暂定板厚为0.35米)合计标准值:39KN/m2设计值:1.35x39+1.3x0.7x10=62kn/m22柱对顶板的冲切承载力计算柱帽截面尺寸取3.2x3.2米,计算简图如下:1-1截面:板对柱的集中反力设计值F11=62x8.1x8.1-(3.2+0.35x2)2=3124.8KN板对柱的抗冲切承载力Fτ≤0.7?hftηumh0h0=350-30=320㎜,?h=1.0,ft=1.43N/㎡,um=(3.2+0.35/2x2)x4=14.2mη取{η1;η2},η1=0.4+1.2/?s, η2=0.5+αs h0/4um;?s=2.0,αs=40则η={η1;η2}=0.7250.7?hftηumh0=0.7x1.0x1.43x0.725x14.2x103x320=3297.5KN冲切破坏锥体的斜截面1处满足设计要求2-2截面:板对柱的集中反力设计值F11=62x8.1x8.1-(2.1+0.55x2)2=3433KN板对柱的抗冲切承载力Fτ≤0.7?hftηumh0h0=550-30=520㎜,?h=1.0,ft=1.43N/㎡,um=(2.1+0.55/2x2)x4=10.6mη取{η1;η2},η1=0.4+1.2/?s, η2=0.5+αs h0/4um;?s=2.0,αs=40则η={η1;η2}=0.990.7?hftηumh0=0.7x1.0x1.43x0.99x10.6x103x520=5462.3KN冲切破坏锥体的斜截面2处满足设计要求总结:板的冲切最好用混凝土来抵抗,尽量不用钢筋来抵抗,这样设计比较经济。
无梁楼盖计算的探讨
![无梁楼盖计算的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/7c016a8e804d2b160b4ec0fe.png)
无梁楼盖计算的探讨无梁楼盖结构体系具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高、施工方便等优点。
但其同时也具有受力复杂,抗震性能差等缺点。
本文系统介绍了无梁楼盖的设计方法,在设计中需要重点验算的部位和一些构造要求标签无梁楼盖;计算方法;内力1引言无梁楼盖即是在楼盖中不设置梁肋,将板直接支承在柱上,楼面荷载直接通过柱子传至基础。
无梁楼盖又分为板柱结构和板柱)剪力墙结构。
板柱结构由楼板、柱和柱帽组成;板柱)剪力墙结构由楼板、柱、柱帽和剪力墙组成。
在我国,无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术,常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。
较之传统的密肋梁结构体系它具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高等优点。
并且,采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。
在施工方面,采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点,从而大大提高了施工速度。
因此,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
但无梁楼盖结构体系也有其自身的缺点:由于取消了肋梁,使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大,柱子周边的剪应力高度集中,可能会引起局部板的冲切破坏;侧向刚度比较差,层数较少时可以设置板柱结构来抵抗水平荷载,当层数较多或要求抗震时,一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。
对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
2 内力计算方法通常在进行无梁楼盖设计时,可以采用三种方法:弯矩系数法、等效框架法、精确计算法。
2.1 弯矩系数法弯矩系数法是在弹性薄板理论的分析基础上,给出柱上板带和跨中板带在跨中截面、支座截面上的弯矩计算系数;计算时,先算出总弯矩,再乘以相应的弯矩计算系数即可得到截面的弯矩。
采用弯矩系数法时,必须符合下列条件:①每个方向至少有三个连续跨;②任一区格板的长跨与短跨之比值不大于115;③同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1 /3;④可变荷载和永久荷载设计值之比q /g≤3。
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无梁楼盖结构计算方法的探讨
摘要:文章结合工程实践,分析比较了无梁楼盖其结构计算中的等代平面框架法和等代空间框架法。
采用等代空间框架法计算无梁楼盖结构,在取消了手算的一些计算假定之后,可以充分利用现有的计算手段,避免了工作量极大的人力进行内力组合,达到简化计算的目的。
关键词:等代平面框架法;等代空间框架法;肋梁
中图分类号:tu323.5文献标识码: a 文章编号:
无梁楼盖的结构计算常沿用弹性理论的计算方法,即等代平面框架法。
而今计算机的应用使原手算的一些计算假定可以取消。
本文结合工程实践,分析比较了等代平面框架法与等代空间框架法。
一、无梁楼盖的优点:
无梁楼盖的优点是结构体系简单,传力途径短捷,增加了楼层净高,在施工时可以节约模板;但需要较厚的楼板,混凝土及钢筋用量较大。
常用于仓库、商店、图书馆、冷库等要求充分利用楼层空间的建筑。
二、无梁楼盖的受力特点:
一般框架结构的柱和梁大体等宽,可以认为柱和梁间可以直接传递弯矩、剪力和轴力。
而无梁楼盖和柱作为等代框架的情况却有所不同:由于它的“扁梁”的宽度大大超过柱宽,故仅有一部分荷载产生的弯矩可以通过板直接传给柱,而其余部分都要通过扭矩进行传递;这时可以假设柱两侧与柱等宽的板为扭臂,柱宽以外的那部
分荷载使扭臂受扭,扭臂又将这些扭矩传递给柱,使柱受弯矩。
三、无梁楼盖的计算方法及注意点
(一) 经验系数法:
仅适用于垂直荷载下板的内力计算,具体计算可参考《钢筋混凝土升板结构技术规范》。
采用此法时应特别注意这种计算方法的适用条件。
(二) 等代框架法:
1.等代原则:
对于垂直荷载,认为是作用在板上,柱是板的约束者,因而在垂直荷载作用下,等代框架梁截面惯性矩取截面宽度为全板宽,厚度取
板厚;至于等代框架柱,则认为是将柱的受弯变形与柱扭臂的受扭
变形串连工作的等效结果,因此应对柱的实际截面惯性矩进行折减。
对于水平荷载,认为是作用在框架节点上或者说作用在柱端上,板是柱的约束者,因而在水平荷载作用下,等代框架柱柱的截面惯
性矩取实际柱截面,至于等代框架梁,则认为是将柱扭臂的受扭变
形与板的受弯变形串连工作的等效结果,因此取等代框架梁截面惯性矩应取宽度为小于全板宽。
2.计算方法:
(1)垂直荷载作用下a)等代框架的梁计算宽度,可取垂直于计算
跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离;等代梁高度取板厚。
b)柱的采用折减后的等效抗弯刚度。
c)应考虑活何载的不利组合。
(2)水平荷载作用下a)等代框架的梁计算宽度,取by = 1 /2 ( lx +
bce) , by =3 /4 ly的较小值; bce为柱帽的有效宽度;等代梁高度取板厚。
b)柱的截面惯性矩按实际柱截面计算。
(3)水平荷载作用下计算的弯矩均分配给柱上板带。
3.计算中需注意:
(1)以上等代框架法仅适用与板区格的长边比短边之比小于二。
(2)在进行等代框架计算时应注意单向加全载即在分别进行纵、横向的等代框架计算时均应施加全部荷载。
(3)当有柱帽时,应按《钢筋混凝土升板结构技术规范》进行带刚域梁、柱线刚度修正,采用等效刚度,即等效为等截面梁、柱进行计算。
(三 ) 利用pkpm系列软件中的satw e进行计算方法:
1.计算方法:
(1) pmcad
人机交互式输入:a)在需输入等代框架梁的位置上布置截面尺寸为1003100的矩形截面梁(虚梁 )。
b)柱和板按一般方法输入。
(2) satwe进行整体计算时:
a)在特殊构件定义里必须将板定义为弹性板六,使其真实地反映板平面内、外的刚度。
b)在计算方法中必须选择“算法二”即总刚算法进行计算。
(3)在pmcad建模后接satw e进行整体计算,最后接satw e软件中的“复杂楼板有限元计算”slabcad模块进行楼盖的分析计算。
此菜单可补充输入无梁楼盖的其它数据,如楼板的洞口及柱帽等特
殊构件。
2.计算中需注意:
(1)用satw e进行整体计算时,因无法考虑柱帽的影响,因此当有柱帽时satw e结构整体计算结果中抗侧刚度偏小,从而引起结构地震周期偏长,地震力偏小,位移偏大。
(2)使用slabcad模块进行计算时应特别注意,因slab2cad模块无法进行活载不利分布计算,以至于板的跨中弯矩包络图比考虑活载不利分布计算时的弯矩包络图偏小较多,特别是当活载在垂直荷载中所占的比例较大且柱相对梁的刚度较弱时,表现更为明显。
因未考虑活载不利分布,会导致板正弯矩抗力设计偏小较多,以至在使用时挠度过大和裂缝过宽,使其不满足正常使用极限状态下要求。
所以必须对slab 2cad计算结果中的板跨中弯矩进行放大,放大系数确定建议采用如下方法:利用等代框架法建立一榀代表性排架,分别按恒活分开输入计算和把活载折算成恒载与恒载一起输入计算,比较两种计算结果,确定合适的放大系数。
四、等代平面框架法等代平面框架法
等代框架梁的宽度则根据不同的荷载情况分别取值。
当采用空间分析程序进行垂直荷载下等代框架计算时,为避免单向加全载使柱轴力重复计算,同一工程需沿两个主轴方向分别加载计算,即在计算向等代框架时向梁上不加载;还应注意结构构件自重对梁柱内力的影响,一般情况下,结构自重不宜由程序自动计算,有关梁、柱荷重应直接输入。
当采用空间分析程序进行水平荷载下等代框架计算
时,不考虑跨中板带的作用,工程中只考虑结构平移,不考虑结构扭转,则沿两个主轴方向的计算可一次完成;当程序规定必须要有垂直荷载时,对其应进行充小数处理。
五、等代空间框架法等代空间框架法
将各层结构平板分别按纵、横方向,划分为由若干纵向与横向梁组成的交叉梁系,与柱子形成空间框架,然后对各荷载情况取用同一的交叉梁布置,利用空间杆系分析程序进行结构的设计计算。
采用等代空间框架法计算无梁楼盖结构,可充分利用现有计算手段,避免大量的人工内力组合,达到简化计算的目的。
该计算方法中,肋梁的划分是关键,在程序容量许可的前提下,肋梁划分的网格越小,计算结果越趋合理。
六、结束语
等代空间框架法能充分利用现有计算条件,简化计算过程,计算方便快捷。
综合上面的几种计算方法,建议在满足经验系数法适用条件要求时,宜优先选用经验系数法,因其计算简单明确;在不能满足经验系数适用条件时建议选用pkpm系列软件中的satw e进行计算,因其计算较为精确。
参考文献
[ 1 ]gb 50009 - 2001,建筑结构荷载规范[ s ].
[ 2 ]gb 50010 - 2002,混凝土结构设计规范[ s ].。