异形板受力分析与配筋
浅谈建筑异形柱结构配筋的设计
浅谈建筑异形柱结构配筋的设计建筑业蓬勃发展,出现了不少新的特征。
在土地资源匮乏的情况下,城市建筑发展的方向呈复杂化与多样化,而异形柱结构的出现顺应了这一发展的趋势,满足了当下城市建筑的需求。
这一新型结构既能为建筑物的安全稳固提供保障,也能达到建筑在空间布局和造型等方面上的要求,在现代城市建筑中应用的范围较大。
关键词】现代城市建筑;配筋;异形柱结构;设计前言在城市化建设不断加快的背景下,城市建筑设计有了日益广阔的发展空间,关于建筑的空间分布、造型、功能等方面人们有了更严格、更高的要求,对此建筑企业设计了许多新型的建筑结构以满足市场需求,并且不少新的设计被应用其中,而异形柱结构就是其中之一[1]。
但因异形柱结构的发展起步较晚,建筑设计人员在设计计算以及受力特性方面还未形成深刻的认识。
本文以实际的工作经验与理论知识相结合,对建筑异形柱结构配筋的设计进行简要的分析,希望在实际的建筑工作中能够将异形柱结构有效的应用。
1.异形柱结构的特点概述异形柱结构通常指的是柱结构的截面形式不同于常规矩形面,T形、L形、十字形分别是异形柱结构的截面形状,柱形为截面各肢≯4高厚比,高≮500mm,肢厚同于墙面厚度,除此之外,如果异形柱结构中有相同的肢长度,还能分为不等肢与等肢两种形式,等肢适合在抗震设计中应用,这一结构应用于建筑中能够达到在建筑的空间布置以及功能方面的标准要求,能够满足结构的承载能力和刚度是应用的前提。
分析异形柱结构,其特点主要有:①异形柱结构的柱肢和肢厚高厚不同,在抗扭性方面不佳,当相交处有应力集中时容易出现翘曲变形,且变形较为严重,因此在布置平面压力时需注意简单对称,特别是要注意在分布承载力和刚度上需均匀质量,对纵横向框架柱进行对齐拉通,有效的减少在发生地震时柱结构的扭转效应,并且还可对一般框架柱和部分剪力墙进行合理布置,将其布置到薄弱部位,《混凝土异形柱结构技术规程》中关于不规则异形柱结构还提出了更高更严格的要求[2]。
异形结构(如“裤衩”)分析
异形结构(如“裤衩”)分析桥梁异形结构,如连续梁分叉部分,其受力情况比较复杂,分析起来比较麻烦,而且这方面的成果也较少。
在此提出来,请各位大侠们推荐一些这方面的资料,如论文、书籍等,在此,谢谢先!楼上有位老兄提到用板或者实体,还有说用ansys的,那加预应力岂不是非常麻烦,麻烦也不可怕,问题是能不能把损失以后的力加的准,如果预应力不准的话结果就没有意义了。
前一阵算了几个这种异形的结构,配筋的时候是用空间单梁算得,用梁格来较核,梁格的结果也还比较满意,不过说实在的,梁格做起来真的挺麻烦,因为midas的梁格单元不能用,很多参数都是错的,例如抗扭跟抗剪,并且里面的梁格单元不能按自己的划分来输入,顶底板默认的是平齐的,但是为了计算的准确,划分梁格的时候要保持划分以后的梁格中性轴与原中性轴一致,所以截面特性都得自己输入。
不过不管怎么麻烦,为了安全,对于不太放心的结构还是进行一下分析为好,建议在配筋的时候保守一些。
确实,如楼上.单单不考虑预应力,用板单元,实体等,用MIDAS,ANSYS,分析这种空间结构的应力状态,还是可以的.但这种方法我觉得有2个问题1)预应力状态难以实现,2)板单元,和实体单元,用于配筋计算,强度分析时,内力等取用比较费解,模型建立繁琐.适合分析不适合设计.如果用梁格法,如桥梁博士,midas.上面的2个问题倒是能够解决,但与实际结构相对上面模型有不足.但一般认为都能够满足工程设计要求.另外,midas截面CAD导入截面特征也不是太麻烦.关于MIDAS的抗剪强度计算,好像有这个功能,但我没有实践过,个人认为很难实现(就像虽然有先张预应力选项,但无法实现).(桥梁博士还未开发)对于此类结构,我一直是这样处理的:将分叉处增加腹板,这样活载的分布相对均匀些,然后按杆系进行平面计算。
只是预应力钢束要分到增加的腹板中,或者再增加短束。
活载的横向分布系数应大些。
也试着用ASBEST…98进行空间分析,但是加预应力钢束太困难。
异形柱纵筋最小配筋率建议
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THANKS
02 国外研究者主要关注异形柱的抗震性能、耐久性、 施工工艺等方面。
03 国外对于异形柱纵筋最小配筋率的研究已经比较 成熟,相关标准和规范比较完善。
研究进展与趋势
随着建筑行业的不断发展,异形柱在建筑结构中的应用越 来越广泛,对于其研究和应用的需求也越来越迫切。
目前,国内外研究者正致力于异形柱的受力性能、承载能 力、抗震性能等方面的深入研究,以期为异形柱的设计和 施工提供更加科学和可靠的理论依据。
06 工程案例分析
实际工程案例介绍
工程名称:某高层住宅楼 建筑面积:约10万平方米
工程地点:某市郊区
建筑结构:钢筋混凝土框 架结构,异形柱为主要受 力构件
案例中异形柱设计分析
设计依据
根据国家相关规范和标准, 结合当地抗震设防烈度要求 进行设计
异形柱截面形式
采用L形、T形和十字形等异 形截面
纵筋配置
混凝土结构设计原理是确定最小配筋率的基础,它涉及到 材料的力学性能、结构分析和设计方法等。
混凝土的破坏模式
在受力过程中,混凝土可能出现脆性破坏或延性破坏,这 取决于其配筋率、截面尺寸和受力情况等因素。
结构的安全性和可靠性
在设计中,需要确保结构在承受各种可能的作用力时仍能 保持安全性和可靠性,这需要对各种作用力进行详细的分 析和计算。
国内外研究者对矩形柱的配筋率进行了大量研究,但关于异形
03
柱配筋率的研究相对较少。
研究目的
本文旨在探讨异形柱纵筋的最小配筋 率建议值。
通过分析不同纵筋配筋率下的异形柱 受力性能,为工程实践提供指导。
02 异形柱结构特性
定义与分类
定义
异形柱是指截面几何形状为L形、T 形和十字形等非矩形的柱子。
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析【摘要】:在工程实践中,随着建筑专业对使用功能要求的提高,结构设计中常常出现异形楼板。
异形板受力复杂,是结构设计的一个难点。
本文通过对某实际工程中的异形楼板进行有限元分析,总结了其受力的特点,并对其钢筋配置提出了建议,为异形楼板的设计提供了参考。
【关键词】建筑施工图设计;异形楼板;有限元分析;配筋Abstract: in engineering practice, with the construction of professional on the use of function, structure design often occur in irregular slabs. Shaped plate in complex stress, structure design is a difficult point. Based on a practical project of special-shaped slab by finite element analysis, summarizes its stress characteristic, and the reinforced concrete irregular slabs are suggested, for design reference.Key words: construction drawing design; special-shaped slab; finite element analysis; reinforcement1 引言在工程实践中,随着建筑专业对使用功能要求的提高,结构设计中常常出现大跨度的异形楼板。
异形楼板受力复杂,在异形楼板转角处应力集中,容易出现楼板开裂,是结构设计的一个难点。
下面通过对某实际工程中的异形楼板进行有限元分析,总结其受力特点,并对其钢筋配置提出建议,为异形楼板的设计提供参考。
异形板力学性能分析及钢筋配置优化
异形板力学性能分析及钢筋配置优化黄鑫【摘要】由于追求简洁的室内空间及自由布局,越来越多的异形板出现在住宅设计中,而异形板的受力及变形性能一直是结构设计人员关注的重点,掌握异形板的应力及裂缝分布规律有利于设计人员对异形板进行钢筋配置优化.结合工程实例采用理正结构设计工具箱与ansys14.0对B1、B2两种异形板的力学性能进行有限元分析,将两种有限元分析结果对比得出异形板应力集中于截面突变处,适当增加放射状附加受力钢筋及暗梁可以保证异形板的安全.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】6页(P35-39,34)【关键词】异形板;ansys;钢筋配置优化;有限元分析【作者】黄鑫【作者单位】厦门合道工程设计集团有限公司福建厦门361013【正文语种】中文【中图分类】TU3E-mail:*****************随着人们对室内空间的需要,在住宅设计中出现大量的异形板结构,,PKPM对矩形板的扰度、裂缝、应力采用常规计算模型的分析符合实际受力情况。
而对于异形板,由于其形状不规则,应力分布变得复杂,自身裂缝的发展与矩形板也有差别,依据常规计算方法的设计值常常引起异形板开裂,影响住宅的正常使用及板面观感。
国内对异形板的研究也很多[1~3],本文利用理正结构设计工具箱及ansys14.0[9]对异形板的力学性能进行有限元分析,分析异形板在正常荷载作用下的扰度、裂缝、应力分布,并根据乔汉生屈服准则[4]对异形板进行钢筋配置优化,以达到经济、安全、实用的目的。
异形板形状多种多样,本文采用实际工程中常用的两种方案,具体形状如(图1、图2),B1、B2尺寸如(表1、表2),B1、B2混凝土等级都为C25,B1厚度130mm,B2厚度为120mm。
由于ansys单元众多,为了真实的反应异形板的实际情况,考虑面内面外刚度采shell63[6]单元来模拟异形板。
本项目中,B1均布恒载标准值为1.5+25×0.13 =4.75kN/m2、活载标准值为2kN/m2、设计值为1.2 ×4.75+1.4×2=8.5 kN/m2,B2上均布恒载标准值为1.5+25×0.12=4.50kN/m2、活载标准值为2kN/m2、设计值为1.2×4.5+1.4×2=8.2 kN/m2。
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析摘要:异形楼板结构属于建筑构筑物的一种结构,而且在设计中比较常见。
这种设计结构不需要太多的成本,还能通过建筑的卧室以及客厅等宽敞的位置,收集到自然光照,也正是因为这两点,很多的建筑设计人员都喜欢用这样的结构。
可是由于一些细节问题,会使结构出现弊端,因此在实际中要多加注意,例如:结构中的配筋问题,本篇文章结合了具体的工程案例,分析异形板楼结构通过对配筋的分析得出一些结论,希望能为其他研究该结构的人员带来帮助。
关键词:建筑构筑物;异形板楼结构;分析异形板楼结构虽然有较大的优势,但是实际上使用的比较少,当使用了这种结构之后,就不能在重新的改造,因此如果设计人员在使用了这种结构的时候,那么必须经过住户的同意,在得到允许的情况下,才能对结构配筋。
如果设计中要有一定的参数,那么可以使用有限元分方法,对参数进行分析。
通过对数据的分析,可以得出一些结论,这样就能将结论应用到设计中。
1 工程概况某高层现浇剪力墙结构,其中一个户型的客厅、餐厅布置。
根据建筑专业对使用功能的要求,不能在餐厅、客厅中间设梁,从而形成了一个跨度较大的异形楼板。
由于是现浇结构,异形楼板周边的支承形式可视为固定支座。
假设考虑楼板自重、板上装修及抹灰等荷载以后,楼板的恒载为5.5kN/m2,可变荷载为2kN/m2。
下面将对此异形楼板进行应力分析,为了能准确的反应楼板的实际应力情况,在划分单元时,单元网格取为350×350mm。
2 异形板楼结构简介异形板楼是一种常用的建筑构筑物结构,这种板楼虽然能够应用在高层建筑中,但是对高层建筑的层数有着严格的限制,异性板楼具备十分明显的优势,正是如此,其被广泛的应用在高层建筑中。
首先,应用异形板楼结构能够控制建筑面宽,同时对建筑进深也有一定的控制作用,因此使得建筑面宽与进深之间的相协调。
异性楼板的使用时间比较长,通过对面宽以及进深之间的控制,使得整个建筑形成开放的空间,因此其舒适度更佳,利于建筑居民生活与学习。
建筑异形柱结构的配筋设计分析
建筑异形柱结构的配筋设计分析吴海强博罗县建筑设计院摘要:伴随着我国经济的不断发展,当前建筑业呈现出一片蓬勃的景象,更多新的特点显现,很大程度上解决了由于人口众多而出现的土地匮乏问题,建筑的外观也越来越多样化和复杂化,于是异形柱结构应运而生。
这种新型的结构既满足了建筑外观与空间上的需求,还确保其稳定与安全,成为受到当代人喜爱的建筑结构。
本文对建筑异形柱结构配筋设计进行分析。
关键词:建筑异形柱结构;配筋设计1引言在城市化发展进一步推进的社会背景下,当前的城市建筑发展空间得到深度挖掘,逐渐满足人们在建筑功能、外观以及空间分布等方面的要求,其中广受人们喜爱的是异形柱结构。
但由于这种结构起步时间较晚,在受力特点或设计应用等方面都没有进行深入的分析应用,笔者结合多年的工作实践经验对此进行分析。
2建筑异形柱结构的基本设计与特点分析当前的建筑异形柱结构是指截面和常规截面不同的柱体结构形式,比较常见的截面形状有L形、T形、十字形,截面各肢高厚的比值不超过4,肢厚保持与墙面的厚度相同,对应的高不超过500mm。
另外,如果异形柱结构各肢的长度相同,还可以将其分为等肢与不等肢,等肢更适合在抗震的建筑设计中,应用等肢能够很好地符合建筑物功能以及各空间分布等多方面的要求,但必须建立在符合结构刚度以及对应承载力的基础上。
总结异形柱结构的特点,主要有以下几点:(1)因为异形柱肢厚与柱肢高厚并不相同,所以其抗扭性不高,如果应力主要在相交处集中,那么很容易导致严重的变形,所以平面压力的布置必须简单而对称,特别要求是质量、刚度和承载力相同之处,对齐拉通纵横向框架柱,才能使得在地震发生时扭转效应得以有效降低。
另外,还要对部分的剪力墙和框架柱的薄弱部分进行合理布置,如果异形柱结构无规则,那么要求结合《混凝土异形柱结构技术规程》的相关要求进行布置;(2)异形柱结构肢厚度并不大,相比于普通的矩形柱体,其延性不够,而轴压比则会直接影响异形柱的形态。
钢筋混凝土结构异形板的定义
钢筋混凝土结构异形板的定义钢筋混凝土结构异形板,听着是不是有点高深?别急,我带你慢慢解开这个谜。
它就是我们在建筑中常见的那些看起来有点“不规则”的混凝土板。
你知道的,普通的混凝土板都是方方正正的,就像我们小时候画的矩形拼图一样,但异形板呢?它们就像是打破常规的艺术品,形状各种各样,大小不一。
别小看这些异形板,它们不仅仅是外观特殊那么简单,还能在很多建筑设计中起到“锦上添花”的作用,甚至是“画龙点睛”哦。
首先说说什么是钢筋混凝土结构异形板。
你可以把它理解成一个非常强悍的“超级英雄”,钢筋是它的骨架,混凝土是它的“外衣”,而“异形”就是它的个性。
像那些常见的墙面板、楼板、顶板,都是钢筋混凝土结构的标准模样,可一旦涉及到异形板,它们就变得不拘一格,有的像蜗牛壳,有的像半个圆形的蛋壳,甚至还有些板形状像碎片拼成的拼图,简直让你看了就忍不住想多看两眼。
它们在建筑设计中,不是为了符合某个“规定”,而是为了美观、实用,甚至是为了结构的特殊需要。
很多人可能觉得,这种形状奇怪的板,能有多强?放心,它的强度一点不比普通板差。
钢筋混凝土结构的异形板,经过精心的设计和计算,完全可以达到所需要的承载力。
我们平时看的建筑物,楼房高高的、墙壁厚厚的,这些都是在钢筋混凝土结构的基础上打造出来的。
而异形板的出现,让建筑物的外形更加灵活多变。
比如,那些曲线的屋顶、斜斜的阳台,甚至是某些艺术感十足的外立面,背后可能就是异形板的功劳。
异形板的使用,早在一些标志性建筑中就已经悄然出现了。
记得有一次去看奥运会的鸟巢,哇,那些弯弯曲曲的钢铁架构和波浪形的屋顶,简直像是未来世界的产物。
而这些看似炫酷的外形,背后其实离不开异形板的加持。
它不仅帮助完成了这些复杂的结构,还让建筑的外观变得独特且有层次感。
想想看,如果没有这些“异形”设计,鸟巢岂不是就变成了一个普通的体育馆了?除了美观和结构上的作用,异形板在实际施工中还大有用处。
你以为它只是拿来装饰的?大错特错!有些异形板其实是根据建筑物的特殊要求定制的。
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析摘要:设计建筑施工图时,不仅要考虑到结构系统的合理性,同时还要对施工的可行性进行充分了解,以此来形成科学合理的建筑施工图,控制设计与施工环节中的问题。
在设计现代建筑内置结构系统时,必须做好板楼这一重要结构系统的设计工作,形成完备可用的板楼设计方案与施工图,进而有效指导施工活动。
本文根据对板楼结构设计工作的了解,分析建筑中的异形板楼结构的设计方法。
关键词:建筑施工图;结构设计;异形板楼结构;设计方法设计建筑结构系统时需应对不断严格化的设计要求,设计者在深入掌握设计条件方面的信息时,应当对一些特殊的建筑设计情况进行有效把控,在实施设计工作时,经常会遇到跨度较大建筑,同时涉及一些异形板楼设计方面的工作,这种构造的建筑的长度大于宽度,具有复杂的受力系统,转角部位的应力相对集中,有极大的可能性形成楼板开裂的情况,进行结构设计时需要克服相应的设计难点问题。
本文针对板楼的结构设计需求,对其中使用异形楼板进行设计。
1 工程基本情况分析异形板楼是一种常用的建筑构筑物结构,这种板楼虽能应用在高层建筑中,但对高层建筑的层数有严格限制,异性板楼具备十分明显的优势,被广泛的应用在高层建筑中。
以某城市的某高层式建筑作为本次的研究的对象,该高层式建筑的主要结构形式为现浇剪力墙。
为使整体建筑的使用功能得以实现,并保障整体建筑的质量。
在结构布置具有特殊性的客厅、餐厅间设置具有较大跨度的异形楼板。
并将固定的支座设置在临近异形楼板的位置上,从而起到较好的支撑作用,有利于保障异形楼板整体结构的稳定性和安全性,并符合整体建筑户型结构的实际要求。
在进行实际的施工时,应对异形楼板自身具有的重量、装修重量等进行综合考虑。
并对抹灰后荷载的作用等进行考虑,从而使异形楼板整体结构设计的合理性、稳定性等得到有效的保障。
在进行异形楼板承受的应力的计算时,应对异形楼板承受的恒荷载力、可变荷载的实际情况等进行参考,从而保障计算的准确性和可靠性。
异形板受力性能的有限元分析
2y x2
=
q( x )
( 1)
其 中, D = EI 为 梁的抗弯刚度。弯矩、剪力、转角与挠度有下 列关系:
#=
dy dx
M=
-
EI
d2 y dx 2
( 2)
Q=
dM dx
-
N
dy dx
q=
-
dQ dx
( 1) 式可简化为:
d4 y dx 4
+
N D
d2 y dx2
=
q( x ) D
( 3)
为了使方程无量纲化, 引入下列无量纲量:
异形板的受力和变形性能, 为异形板的 设计与裂缝控制提供了参考。
关键词: 异形板, 应力分析, 有限元分析
中图分类号: T U 312. 1
文献标识码: A
引言
现代住宅设计 中, 建筑 专业为 了追 求室内 的净 高, 室内 空间 的简洁以及布局自 由组 合的 需要, 往往 要求 在室内 不出 现梁, 从 而导致结构设计中大 量出现 异形 板。而板 计算 和配筋 往往 沿用 常见单向板和双向板的设计方法及构造要 求, 忽 略异形板 受力尤 其是应力分布上的特殊性, 可能导致 在工程实践 中由于设 计不当 引起的楼板开裂[ 1] , 影响住宅的使用。下面旨在 通过对两 类典型 异形板进行有限元 分析, 总 结异 形板的 受力 和变形 性能, 为 异形 板的设计与裂缝控制提供参考。
对这些部位进行了网格加密。
表 1 参数取值表
板编号 a1 a2 1 2. 5 1. 5
a3 a4 b1 b 2 b 3 b 4 h( 板厚 mm) 混凝土标号
5. 5 3
12 0
C25
2
3 1. 5 3. 5 1 5 3 4 4
关于钢筋混凝土异形板计算问题分析
关于钢筋混凝土异形板计算问题分析摘要:本文从盈建科软件的异形板结构导荷方式出发,通过案例并采用传统计算与有限元计算对比方法分析钢筋混凝土异形板结构中板的受力情况,并提出类似工程的注意事项供工程师参考。
关键词:钢筋混凝土异形板;有限元分析前言盈建科软件中楼板荷载向梁上传导时,双向板一般按梯形、三角形导荷载方式;这是传统的、也是被认为正确的导荷方式;当某一房间为非矩形楼板时,其导荷方式被改变成“按多边形导荷”即变成均布荷载,导致板受力情况异常。
与有限元分析结果相差巨大。
一、案例之模型基本情况标准楼板结构布置采用3.0x3.0米跨的框架结构,柱距8.0x8.0米、柱截面为500x500、梁截面为200x600;板面均布恒载 30kN/m2。
1、普通异形板1)结构布置图(模型二利用虚梁避免异形板):2)传统模式板弯矩计算结果:3)有限元模式板弯矩计算结果(为了便于比较,按传统结果形式提供数据): 2、板开洞形成异形板1)结构布置图(模型四较模型二的洞口更狭长):2)有限元模式板弯矩计算结果(为了便于比较,按传统结果形式提供数据):二、案例之板受力分析1、普通异形板(仅选取一个位置比较)表1 弯矩差异比较一2、板开洞形成异形板(仅选取一个位置比较)表2 弯矩差异比较二注:无洞口数据为模型三基础上删除洞口后所得。
3、普通异形板存在阳角应力集中问题。
4、暗梁改变了荷载传递路径也导致其所支承的梁受荷载失真问题。
三、工程实际建议在实际工作中由于计算软件的应用,结构也变得复杂;一些传统的简化做法也不得不质疑其适用范围。
本文针对异形板情况,提出以下建议:1、异形板不得随意利用暗梁划分为多个矩形板;建议采用有限元计算结果于阳角处增设附加钢筋网。
2、据笔者了解,不少工程并未考虑洞口对板受力影响。
当洞口靠近梁边以致于板支座周长被削弱时,建议加强与洞口长边平行方向的配筋。
参考文献[1]GB50010-2010混凝土结构设计规范 [S].北京:中国建筑工业出版社,2010.[2]林海,窦玉斌.钢筋混凝土异形板有限元分析与配筋设计[J],建筑结构2013年5月43卷.。
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析 黄健1
建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析黄健1发表时间:2019-04-24T09:28:10.297Z 来源:《基层建设》2019年第5期作者:黄健1 刘静2[导读] 摘要:在当今建筑工程设计中,建筑专业对施工功能方面的要求有了较大程度的提高,而且对结构进行实际设计的过程中常常会有异形楼板的出现。
淄博市规划设计研究院山东淄博 255000摘要:在当今建筑工程设计中,建筑专业对施工功能方面的要求有了较大程度的提高,而且对结构进行实际设计的过程中常常会有异形楼板的出现。
异形板在设计的过程中具有一定的复杂性特点,这也属于结构设计中的一个难点。
笔者在本文中以某工程实例作为参考,对工程中的异形楼板做出有限元分析,并且在此基础上总结出了异形楼板结构的受力特点,同时提出一些结构之中钢筋配置方面的建议,希望由此能够为阅读本文的异形楼板设计人员提供一些参考。
关键词:建筑施工图设计;异形楼板;结构设计;有限元分析在异形楼板结构中的受力情况较为复杂,并且在异形楼板转角位置的应力比较集中,而且楼板容易有开裂的问题,这属于结构设计过程中的一个难点。
下面笔者结构某工程实例的楼板情况进行有限元分析,对于结构的受力特点做出总结,并且在此基础上对异形楼板结构钢筋配置方面提出建议。
一、模型简介某高层中采用的是现浇剪力墙的结构,如下图1所表示的是高层一个弧形的客厅与餐厅的布置。
图1:楼板平面布置图结合建筑专业对于高层使用功能方面的要求不可在客厅和餐厅间设梁,由此便使这个结构成为一个具有较大跨度的异形楼板。
因为该结构所采用的是现浇结构,因此在异形楼板的周边所采用的是固定支座的支承形式。
我们对板上装修、楼板自重以及抹灰等荷载进行充分的考虑后,假设楼板每平方米的恒载为5.5kN,并且每平方米的可变荷载为2kN。
下面笔者在本文通过PKPM程序之中的slabcad模块来对该异形楼板的应力予以分析,为能够更加准确的将楼板的实际应力情况反映出来,就需要在对单元进行划分的过程中把单元网络格取350毫米×350毫米的标准。
异形柱截面各肢端纵向受力钢筋的最小配筋百分率
异形柱截面各肢端纵向受力钢筋的最小配筋百分率异形柱截面各肢端纵向受力钢筋的最小配筋百分率1. 引言在混凝土结构设计中,异形柱作为一种特殊形式的柱子,在实际工程中被广泛应用。
异形柱的截面形状复杂,通常由多个矩形或T形构成,具有较大的界面面积,有着比普通柱更高的受力效果。
在设计异形柱时,纵向受力钢筋的最小配筋百分率是一个关键参数,它直接关系到柱子的承载能力和受力性能。
本文将围绕异形柱截面各肢端纵向受力钢筋的最小配筋百分率展开探讨,并从深度和广度两个方面进行全面评估。
2. 深度探讨2.1 异形柱的结构特点异形柱由于其截面形状的复杂性,具有较大的界面面积,从而使得其受力性能有所提高。
与普通柱相比,异形柱截面形状更为多样化,因此在设计阶段就需要对其受力特点进行充分的认识和分析。
在纵向受力钢筋的布置上,需要考虑截面形状、受力情况等因素,以确定最佳的配筋方案。
2.2 纵向受力钢筋的最小配筋百分率的意义纵向受力钢筋的最小配筋百分率是指在柱子截面上,纵向受力钢筋的最小配筋量所占的百分比。
它直接关系到柱子的受力性能和抗震性能。
较低的最小配筋百分率可能导致柱子抗震性能不足,从而影响整体结构的稳定性和安全性。
在设计异形柱时,需要对纵向受力钢筋的最小配筋百分率进行合理的确定。
2.3 确定最小配筋百分率的方法确定纵向受力钢筋的最小配筋百分率,需要综合考虑柱子的受力情况、截面形状、材料特性等多个因素。
通常可以通过结构设计规范中的公式和计算方法进行计算,同时也需要结合实际工程经验进行调整。
在确定最小配筋百分率时,还需要考虑柱子在地震等外部荷载下的受力情况,以确保其具有良好的抗震性能。
3. 广度探讨3.1 异形柱的设计案例分析通过对实际工程中的异形柱设计案例进行分析,可以更好地理解纵向受力钢筋的最小配筋百分率在实际设计中的应用。
通过对不同形状、尺寸的异形柱进行设计计算,可以掌握在不同情况下应如何确定最小配筋百分率,并通过案例分析总结出一些设计经验和方法。
异形板受力分析与配筋
低 温
建 筑
技
术
ห้องสมุดไป่ตู้
2 1 年第 6期( 00 总第 14 ) 4期
异 形 板 受 力 分 析 与 配 筋
逄 毓卓 邵新 妍 ,
( .哈尔滨工业大学建筑设计研究院. 哈尔滨 1 0 9 1 5 0 0; 2 .东 北 农 业 大 学 。 哈 尔滨
103 5 0 0)
【 摘
如
遍一 册一
・ m。矩形板 , 向最大弯矩是 6 9 N・ Y方向最大 弯矩 方 . k m,
是是 1. k ・ 09 . m。X方 向最大弯矩 两者 差异不大 ; 向最 N y方 大弯矩则相差很 大。此外 , £形状板在 凹角处 会在附近产生 较大弯矩。上述的方法 , 是基于弹性理论计算得到的 , 没有考
要l 采用条带法对 L 形异形板及开洞异形板 进行受力 分析 并得 出配筋 , 与外轮廓 尺寸相同的矩形 板
进 行 对 比 , 得 出 相关 结 论 。 并
【 关键词】 异形楼板 ; 受力分析 ; 楼板开洞 ; 楼板配筋 【 中图分类号】 T 3 U3 【 文献标识码 】 B 【 文章编号 】 1 1 66 {00 0 — 00 0 0 — 84 2 1)6 07 — 3 0
o 2 0 0 7 d 0
1
ob 0
结构整 体造 价中占很大 的比重 , 以对 楼板进行受力分析 和 所
设计 配筋具 有重要理论 和实际意义 。
1 L形楼 板 受 力分 析 与 配筋
图 1 条带 划分 图
在工程设计中 , 进行楼板受力计算时遇到的规则矩形板
按照板带法 的思路 , 将各个板带按照简支梁来进行计算 , 得到沿 5 7 .m及 4 3 .m方向各个板带的弯矩大小如图 2所 示。 从 图中可看 出, 最大的 向弯矩在板带 4— 5—6— 7内 , 达到 2. k m, 43 23 N・ 在 . m宽度范围 的加权平 均为 1.k ・ 最 03 N m; 宽度范围的加权平均为 84 k m; .4 N・ 均大于弹性计算 的结果 , 这是 因为板带法根据极限荷载的下限定理导 出的。 大 的 l向弯矩在板带 1 5— , O一 2内, 达到 1. k m, 57 24 N・ 在 . m
异型板阴角受力分析
吊顶 0 5 N m , 板 的 重 量 图 2 板 的几 何 尺 寸及 支座 布 置 . k / 楼
在程序 中已经考虑 , 分项 系数 为 1 2 . 。取板 有限元 单元 划分
为 02x . 2则每个单元上 转换 的集 中力为 : . 0 2m ,
[ 收稿 日期] 06— 7— 5 20 0 0
【 文献标识 码】 B
板 配筋进行加强 , 负筋 尽量 采取沿 房 间全长 配置 , 采用分 不 离式切断 , 适当加密 。 并
一
抗拉 强度 , 就容易在垂直拉应 力作用 的方 向形成裂缝 。如新
建住宅 的现 浇楼 板 板角 出现 了不 同程 度 的斜 向切 角 裂 缝 。
一
般施工 中常采用 配置放 射筋的方式 ( 放射钢 筋 的长度
+ —_墅)— - 三 .
楼板裂缝 系混凝土 干燥 收 缩所 致 。但 进 一 步分 析 可 知 , 混凝土在干燥 过程 中因收缩导 致 的裂缝在规整 的构件 中应该 是 间距均匀 的 、 细小 的 , 至 肉 甚
换 算为集 中力 荷载 作用 于节
点上 。设计说 明提供 的住 宅
眼看不到 的。但是 当构件 的截 面尺寸 有 突变 时 , 往会 集 中 往
部放射 钢筋末端或外侧发生大致 4 。 5 的斜 角裂缝 。且愈靠 近
屋面处的楼层裂 缝往 往愈 大 。而 对异型 板而 言 ,除 了板 角 外 ,在 其楼 板 阴 角 部位 有 一块 配 筋 盲 区,也 易 产 生 裂缝
( 1。 图 )
2 2 有 限元分析 .
() 1 支座 : 考虑混凝 土板 结 构对 称 性 简 化 , 四周 为 且 剪力墙 约 束 , 以该 板 四周 所 添加了 固端支座 。 楼板 : 楼 面 均 布 荷 载 按
建筑结构施工图设计中异形楼板设计的分析
建筑结构施工图设计中异形楼板设计的分析摘要:就目前来看,社会经济的快速发展使建筑工程逐渐向大型化、功能化转变,异形楼板结构被广泛应用于工程建设过程中,异形楼板施工水平对工程全寿命周期的影响巨大。
基于此,文章以异形结构施工图设计期间的异形楼板设计为主,对异形楼板设计工作进行有限元分析,总结出异形楼板实际受力特征,并就异形楼板的钢筋配置工作提出设计对策,以供参考。
关键词:建筑结构;施工图设计;异形楼板设计1建筑结构施工中异型楼板设计工作的重要性随着建筑工程逐渐趋向于高层化方向发展,大跨度异型板在工程结构内部数量增多。
在建筑为现浇剪力墙结构的情况下,异型板周边的支撑形式多使用固定支架。
如楼面荷载力不大,在角落处将会出现应力较为集中的区域。
针对该区域受力特征,对楼板整体的安全适用性进行计算,异形楼板的厚度、配筋率等技术参数数据与经济效益要求存在一定差距。
由于异形楼板角部应力较高、应力梯度十分大,在离开角部的情况下,应力值也会明显下降。
楼板是建筑工程中的重要受力构件,需要承受大部分恒荷载与活荷载,而后将这些荷载值借助梁结构或直接传递给竖向受力构件。
楼板结构内部混凝土与钢筋的用量占据60%~70%,建造期间的成本高,需要在保障异形结构受力均衡的情况下,采用科学方式控制结构的配筋量。
由此可见,异形楼板受力特征较为复杂,不同楼板构件的设计要点存在一定差异性。
为切实保障异形楼板结构施工水平,提升工程整体建设效益,需要重点关注异形楼板设计工作,结合先进的有限元分析技术,优化异形楼板结构设计方案,设置楼板板厚、配筋率等最佳参数数值,为尽早实现工程最大化目标奠定坚实基础。
2异形楼板结构设计案例分析异形楼板结构概况以某住宅建筑工程为例,重点分析异形模板受力情况,利用有限元软件辅助研究工作。
该工程主要为高层现浇剪力墙结构,依照建筑内部各项功能要求,发现客厅及楼板中央设梁处需要设置大跨度异形楼板结构。
异形楼板周边支撑形式为固定支架。
异形板受力分析与配筋
X, Y两 个方向 计算所 得的平均 弯矩之 和 MX P + M Y P 与
相同外形轮廓尺寸的矩形板的 X, Y两 个方向 计算所 得均弯
矩之和 MX + M Y 的比值为:
M
P X
MX
+ MYP + MY
=
1 81 7 4 1 71 8
=
11
05
考虑将 L形板的 凹角尺寸加 大至 210m @21 4m, 采用上
简便, 概念清晰的特点, 在板的 受力分析中, 被广泛的采用。
对于上述楼板, 首先, 对板进行如图 3所示的 条带划分,
将整个板 划 分 为 6 个 基 本 板 块 (暂 不考 虑 角 部 开 洞 的 影
响 ) 。划分时板带的宽度取为短边 的 1 /4。图中 箭头方向 为
荷载的传递方向, 其中板 带 2- 4- 6为单 向传 递荷载, 板 带
组合较大, 荷载设计值为 112 @415+ 11 4 @210= 812kN /m2。
对于此块板采用理正结构 软件进行分析, 计算时采 用新
型三角形广义协 调有限单 元, 剖分的 最小网格 长度为 01 5m。
异形混凝土配筋计算__概述及解释说明
异形混凝土配筋计算概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将介绍异形混凝土配筋计算的概念和重要性,并提供配筋设计方法。
异形混凝土是一种具有非常规形状或截面的建筑材料,通常用于满足特定建筑需求或提供更好的结构性能。
在设计异形混凝土结构时,必须进行准确的配筋计算,以确保其承受荷载并保持结构的完整性和安全性。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
引言部分给出了文章的背景和目的,并说明每个主题所包含的内容。
接下来的章节将详细介绍异形混凝土配筋计算、配筋计算方法,并通过实例分析和案例研究来进一步说明应用情况。
最后,文章将总结异形混凝土配筋计算的重要性和方法,并展望未来发展方向。
1.3 目的本文目的在于提供读者对异形混凝土配筋计算的全面了解。
读者可以通过阅读该文,掌握定义异形混凝土、进行配筋计算以及解决特殊考虑因素等方面的知识。
文章还将通过实例分析和案例研究,帮助读者更好地理解异形混凝土配筋计算的应用场景。
最后,文章将总结文章所涵盖的内容,并对异形混凝土配筋计算的未来发展进行展望。
2. 异形混凝土配筋计算:2.1 异形混凝土的定义:异形混凝土是指具有非常规或特殊几何形状的混凝土结构元素,与传统的矩形或圆形截面不同。
它们在建筑和桥梁等工程领域中广泛应用,能够满足特殊设计要求并提供更高的结构性能。
异形混凝土具有丰富的造型可能性和良好的工程实用性。
2.2 配筋计算的重要性:在设计和施工过程中,对于异形混凝土配筋计算的正确理解和应用至关重要。
配筋计算是确定结构元素所需钢筋数量和布置方式的过程,以确保其在受力时具有足够的强度和刚度,并满足安全性、可靠性和经济性等方面的要求。
通过合理进行配筋计算,可以优化结构设计、提高抗震能力、控制裂缝扩展,并保证结构在使用寿命内稳定可靠。
因此,在异形混凝土中进行正确有效地配筋计算尤为重要,以确保结构具备足够的承载能力和安全性。
2.3 常见的异形混凝土形式和应用领域:异形混凝土具有多样化的形式和广泛的应用领域。
异形板受力性能的有限元分析
出: 1) 三种边界条件下板的主要受力边 ( 负 弯矩) 拉应力均 超过混 凝土的拉应力标准值 1. 78 N/ mm2, 故板将带裂缝工作, 设 计时需 要考虑裂缝控制条件; 2) 边界条件的 改变会导致 相应边所 受应力 变化, 如: 当原来受拉应力 ( 负 弯矩) 的 边在 设为 铰接后 拉应 力会
传递矩 阵法是随着计 算机 的出现 和发 展而 逐步形 成并 广泛
应用的一种结构分析 方法。其 基本思 想是 把一 个整体 结构 的力 学分析问题转化为若干单元 或子结 构的! 对接∀ 与! 传递∀ 的 力学
分析问题。它的数学模式 及变 分原理 与现 代最 优控制 理论 存在 对应的模拟关系, 故近些年来引 起了人们较 多的重视。文 中利用
( 1)
可以求得相应的 max = 0. 1 mm< 0. 3 mm 满足 要求; 假设配 筋不变, 此时凸角附近负弯矩情况及相应的裂缝见 表 2。
表 2 负弯矩情况及相应裂缝
R/m
0
0. 087 5
0. 175
0. 262 5
0. 35
M /kN m
18. 5
12. 2
11. 7
7
3. 5
max / mm
文献标识码: A
引言
实际工程中, 常用 到变 截面杆 件组 成的结 构或 构件, 如 工业 厂房中的变截面梁、柱, 桥梁中的变截面构件 , 水工中 的变截面管
道等。随着 轻质高强材料的不断出现和 建筑技术的 飞速发展, 使 得采用外形美观、受力合理的构件来 建造结构 成为可能[ 1] 。各种
变截面结构正在得到推广应用, 但是 对其力学分 析模型和 计算方 法的研究尚少。
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按照板带法的思路, 将各个板带按照简支梁来进行计算, 得到沿 51 7m 及 41 3m 方向各个板带的弯 矩大小如图 2所示。 从图中可看出, 最大的 X 向弯矩在板 带 4- 5- 6- 7内, 达到 2213kN# m, 在 413m 宽 度范围 的加权 平均为 1013kN# m; 最 大的 Y向弯矩在板带 10- 5- 2内, 达到 1214kN# m, 在 517m 宽度范围的加权平均为 8144kN# m; 均大于弹性计算的结果, 这是因为板带法根据极限荷载的下限定理导出的。
将上述求得结果, (见图 4)与板的基本情况 (见 图 2)相 叠加, 可得最终板的弯 矩, X、Y方向 的最大 弯矩 在加强 板带 7、8内, 分 别 为 291 20、121 60kN# m。 ( 由 于板 带 7、8宽 为 015m, 弯矩叠加时板带 7、8的弯矩数值要乘以 2。)
假定板混凝土强度等级 为 C20, 按 照板厚 120mm 计 算, 板带 7、8所需配筋分别为 653、240mm2。既洞口处 需要分别 在 X、Y方向加筋 35 18, 25 14(均为 HR B 335), 略显偏大; 如 果将板厚加大到 130mm, 则所需要的 洞口加筋分别为 35 16, 25 12(均为 HRB 335)。
于开孔处自由边处的较大弯矩, 此处的 X, Y 向弯矩甚至比板
的跨中最大弯矩还要大。由此, 可以看出开 有较大洞口 的板
受力与无洞口板有较大差异, 需进行特别分析与研究。
上述有限元方法 是基于弹性理论计算的, 没考虑板 的塑
性内力重分 布, 与混 凝土 楼板 的实 际受 力状 况有 很 大的 差
异, 给出的数值也不利于实际设计和配筋。条带法具有 计算
在工程设计中, 进行楼板受力计算时遇到的规则矩 形板 的计算分析已经很 成熟。但是 由于建 筑专业 的功能 和美 观 的需求, 实际结构中常常 会出现 一些非 矩形形 状的异 形板。 外轮廓尺寸为 413m @51 7m 的 / L0形 板, 此板的位 置是住 宅 中的居室, 建筑专业要求不得设梁。板的各边支座条件 均为 简支, 板厚为 140mm, 板上 恒荷 载 ( 考 虑板 自重 ) 为 510kN / m2, 活荷载为 21 0kN /m2, 活荷载 效应控制 的荷 载组合 较大, 荷载设计值为 112 @510+ 114 @210= 81 8kN /m2。
采用中国建研院的 PMCAD 结构分析 软件对此 - L. 形板 进行计算, 并将结果与外轮廓尺寸相同的矩形板进行对比。 L 形板, X 方向最大弯矩是 710kN# m, Y方向最大弯矩是 715kN # m。矩形板, X 方向最大弯矩是 61 9kN# m, Y方向最大弯矩 是是 1019kN# m。X 方 向最大 弯矩两 者差异 不大; Y方 向最 大弯矩则相差 很大。此外, L形 状板在凹 角处会 在附近 产生 较大弯矩。上述的方法, 是基于弹性理论计 算得到的, 没有考 虑板的塑性内力重分布, 与 混凝土楼板的实 际受力状况 有很 大的差异, 给出的数值也不利于实际设计和配筋。
X, Y两 个方向 计算所 得的平均 弯矩之 和 MX P + M Y P 与
相同外形轮廓尺寸的矩形板的 X, Y两 个方向 计算所 得均弯
矩之和 MX + M Y 的比值为:
M
P X
MX
+ MYP + MY
=
1 81 7 4 1 71 8
=
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考虑将 L形板的 凹角尺寸加 大至 210m @21 4m, 采用上
=关键词 > k- E湍流模型; 空间网壳结构; 风场; 数值模拟; CFD
5130kN# m, 在开洞处的角部, X, Y向最大弯矩分别为 9158kN
# m, 51 69kN# m。对于 此板四边简 支无角部 开洞的情况 下,
跨中最大 X, Y向弯矩分别为 8125kN# m, 41 57kN# m, 与开洞
情形相比较, 分别是开洞情形的 92% , 86% 。最主要的差别在
日益关注和重视。本文基于结构 风工程中常用的计算流体动力学 ( CFD)方法, 应用标准 k- E湍流模型为手段, 以
典型的单层和双层 K eiwitt网壳结构为研究对象, 采用数 值方法模拟了建筑物周围的风场, 通 过计算得到 空间结构
的风压分布和结构表面 风载体型系数。并且通过 Newma rk时程分析法, 计算得到 结构的风振系数。
71
MXБайду номын сангаас MX
+ +
MPY MY
=
151 56 171 8
=
01 8 7
进一步加大凹角 尺寸加 大至 31 0m @214m, 采用 上述 的
方法计算 可得 两 个 方向 计 算 所 得的 平 均 弯 矩之 和 MX P + MY P 与相同外形轮廓尺寸的矩 形板的 X, Y两个方 向计算 所
得均弯矩之和 M X + MY 的比值为:
对于上述楼板, 首先, 对板进行如图 1所示的 条带划分, 将整个板划分为 8个 基本板 块。图中 箭头方 向为荷 载的 传 递方向, 其中板带 2、4、8、10为单向传递荷载, 板带 1、3、5、7、 9、11为双向传递荷载; 板带 6为 角部支 撑单元, 总荷 载 q 在 X, Y两个方向都被承担, 既传递给两个方向的荷载均 为 q。
以某实际工程中一 块 316m @514m 的 板为例, 在板 的角
部开有 11 5m @11 0m 的 洞。此洞 口作 为顶 层通 向阁 楼的 入
口, 建筑要求不能设置边梁。板的四边支座 条件均为简支, 开
洞部分为自由边。板厚为 120mm, 板上恒 荷载 (考虑板自 重 )
为 415kN /m2, 活荷载为 21 0kN /m2。活荷载 效应控 制的 荷载
简便, 概念清晰的特点, 在板的 受力分析中, 被广泛的采用。
对于上述楼板, 首先, 对板进行如图 3所示的 条带划分,
将整个板 划 分 为 6 个 基 本 板 块 (暂 不考 虑 角 部 开 洞 的 影
响 ) 。划分时板带的宽度取为短边 的 1 /4。图中 箭头方向 为
荷载的传递方向, 其中板 带 2- 4- 6为单 向传 递荷载, 板 带
洞的基 本 情 况。进 一 步, 划 分 出 加 强 板 带 7、8, 宽 度 均 为
01 5m, 如图 4所示。 板带 7 两端支撑 在板的 支座上, 板 带 8
一端支撑在板带 7 上, 一 端支 撑在支 座上。如 图 4所 示, 板
带 4被板带 7新分割出 板带 4a, 板带 4a 右支座为板带 8; 板
如果按照通常的构造措施, 认为洞口处附加钢筋面积等 于被洞口截 断 的 钢 筋 面 积, 那 么 X、Y方 向 的 附 加钢 筋 为 458、165mm2; 大大小于上述的 计算值, 可见依 照通常 的构造 措施在大洞口边附加钢筋并不是安全的。假定板尺寸 不变。 洞口宽度也不变, 仍为 11 0m; 长度增大到 21 0m; 仍按照上述 方法计算, (具体过 程此 处省略 )此 时, 如 板厚 取为 130mm, 则 X、Y两个方向洞口 加筋分 别为 847、439mm2, 对应 此面积 的钢 筋 为 35 20, 35 14 ( 均 为 HRB 335 )。 如 果 加 厚 板 至 140mm, 则 X、Y两个方向的洞口加筋分别为 719、390mm2, 对 应此面积的钢 筋为 35 18, 25 16 (均 为 HRB 335)。 可见, 洞 口扩大对于开洞处的加筋具有较大影响。
70
低温建筑技术
2010 年第 6期 (总第 144 期 )
异形板受力分析与配筋
逄毓卓 1, 邵新妍2
( 11 哈尔滨工业大学建筑设计研究院, 哈尔滨 1 500 90; 21 东北农业大学, 哈尔滨 15 0030 )
=摘 要 > 采用条带法对 L形异形板及开洞异形板进行 受力分析 并得出 配筋, 与外轮 廓尺寸 相同的 矩形板
带 4a内最大弯矩为 51 53kN# m, 传递给板带 8的荷载 为 Q1
= 231 59kN /m。板带 5- 6- 8内最大弯 矩为 11 09kN# m, 传 递给板带 8的荷载为 Q2 = 11 41kN /m。从而 , 板 带 8内 最大 弯矩为 4164kN# m, 传递给板带 7 的荷载 为 Q5 = 20107 kN / m。同样的可以求得, 板带 3- 4- 7, 2- 4- 7的内力情况, 最 后得到加强板带 7的最大弯矩为 71 96kN# m。
下面介绍条带法 , 条带 法也被 称为板 条法, 最早 由瑞 典 学者 H ille rborg提出的, 是一种塑性分析方法, 根据极限 荷载 的下限定理导出, 是一种偏于安全的设计方法。最主要 的步 骤是将板的各个部分 根据不同的支撑条件划分为条带, 然后 对各个条带独立的进行分析。条带法具 有计算简便, 概 念清 晰的特点, 在板的受力分析中, 被广泛的采用。
72
低温建筑技术
2010 年第 6期 (总第 144 期 )
大跨度单层和双层 Keiw itt网壳风振分析
舒新玲 1, 马 骏2
( 1. 歌珞舶船舶技术咨询有限公司, 上海 2001 20; 21 上海市交通运输和港口管理局, 上海 200 03 )
=摘 要 > 风荷载是轻材质大跨度网壳结构抗风设计 、防灾减灾分析的控制荷载 之一, 风振响应分 析与计算
MXP MX
+ +
MPY MY
=
121 07 171 8
=
01 6 8
在实际工程设计 中, 为了防止楼板在阴角处可能发 生的
开裂, 可在板上部附加放射状钢筋。
2 大开洞板受力分析与配筋
在工程实际中楼 板上会根 据设备 和建筑 要求预 留很 多