如何利用盈建科软件进行无梁楼盖设计
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地下室无梁楼盖设计分析摘要:本文对地下室楼板采用无梁楼盖的设计方法进行论述,以笔者设计的实际工程为案例,从设计步骤、计算方法、构造要求等几个方面对无梁楼盖的设计及应用进行分析研究,设计中应重点把握施工及使用阶段荷载的计算、重视无梁楼盖板厚(楼板跨厚比)选择,板柱节点冲切承载力的验算,选择合理的构造措施等。
关键词:无梁楼盖;设计分析;不平衡弯矩;板厚(楼板跨厚比)引言地下室楼板采用无梁楼盖,在满足地下室使用净高的前提下,可以减少基坑开挖深度,减少土方开挖量,降低基坑支护、降水、抗浮的费用,缩短施工周期,虽然钢筋和混凝土含量会稍有增加,但总体上有效地降低地下工程的综合造价,所以无梁楼盖在地下室楼盖选项中被广泛应用。
但是,由于设计的缺陷与施工管控不足,也会导致地下室无梁楼盖顶板出现各种事故。
如2018年11月12日下午13时50分中山市古镇镇海洲村万科某项目一期2标段发生地下室顶板无梁楼盖局部坍塌事故,坍塌面积约2000㎡。
初步原因调查为:顶板回填土施工及PC板运输车同时作用导致超载。
本文以某地下室无梁楼盖设计实例为分析对象,通过对无梁楼盖的有限元分析、各种板厚不平衡弯矩分析、无梁楼盖构件尺寸选择、构造措施等多个方面的分析过程,探讨如何进行地下室无梁楼盖设计方案的设计比选,为同类工程的设计提供参考。
工程概况本项目位于广东省肇庆市,为单层附建式地下室车库,地下室顶板结构形式为现浇钢筋混凝土无梁楼盖。
场地抗震设防烈度为7度(0.10g),建筑场地类别为Ⅱ类,地下室平面总尺寸为140mx125m,标准跨柱网尺寸为8.1mx8.0m,地下室层高为3.40m,顶板覆土厚度为1.20m(附加恒载标准值取为23kN/m2,附加活荷载标准值取为10kN/m2,消防车活载标准值取为20kN/m2),设计使用年限为50年,抗震设防类别为标准设防类(丙类),安全等级为二级,框架柱、框架梁抗震等级为三级。
有限元分析本项目主要结构整体分析计算软件采用北京盈建科软件责任有限公司开发的《YJK建筑结构设计软件》(版本号:YJKS1.9.3.1)。
关于应用 YJK软件梁板协调计算的探讨摘要:地下室顶板结构体系中,无梁楼盖经济性好但对施工要求高;而常规的主次梁体系施工容易但经济性差。
本文应用YJK软件,分析讨论考虑楼板平面外刚度的梁板协同设计方法和传统刚性楼板算法的差异,提供了一种较优的设计方案。
关键词:土木工程;结构设计;梁板协同1.应用背景地下室顶板,常规的楼盖形式有无梁楼盖、框架梁加腋大板、框架梁大板、十字次梁、井字次梁、单向单次梁、单向双次梁等。
综合考虑层高因素,无梁楼盖经济性能优越。
比较其它楼盖形式,无梁楼盖体系层高要求低,配筋和砼要求低,有较好的经济性;其安全富余度不及其它形式,对现场施工要求高。
鉴于某些地区对无梁楼盖形式抵触较大,且要求顶板执行《地下室防水技术规范》和人防区域顶板厚度不小于250mm的要求,则可充分利用最小板厚要求,设置框架梁+大板(或者加腋大板)。
在此条件下,采用YJK软件,分析讨论了考虑楼板平面外刚度的梁板协同的设计方法和传统刚性楼板算法的差异。
1.梁板协调原理梁板协调(即弹性板计算),盈建科设计软件说明如下:关于地下车库楼盖,从力学模型的角度看,弹性楼板 6 相对最符合楼板的真实受力情况,可以应用于任何工程。
从工程设计的角度看,在采用弹性楼板6 假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,导致梁的弯矩减少,相应的配筋也会减少,这样可以起到优化设计的作用。
1.梁板协同与刚性楼板假定的合理性比较:1.变形比较:刚性楼板假定下,因不考虑梁板协调变形,将梁定义为板的刚性支座之后,不能考虑梁板截面的相对刚度,板在支座位置板变形为零,有限元计算下,考虑梁、板的之间相对刚度,板支座在梁跨中的位置有竖向位移。
这种情况在梁截面小(即梁支撑刚度较小)时,梁跨中位置变形尤为明显。
1.板内力比较:刚性楼板假定下,梁作为板的刚性支座,板支座在梁跨中处出现最大的弯矩值;梁板协同下,在板角位置负弯矩最大,这更符合实际情况。
无梁楼盖设计无梁楼盖设计在YJK现有的建模、上部计算、楼板施工图三个模块中就可完成,而且无梁楼盖的设计可以和其它结构整体建模和分析协同工作,是融入其它结构设计之中的。
大致流程是:在建模中布置无梁楼盖的虚梁(或暗梁)和柱帽;在上部结构计算中采用弹性板3或弹性板6模型,弹性板荷载计算方式应选择有限元方式;计算结果中补充了柱的冲切计算;在楼板设计中采用楼板有限元计算,并按照柱上板带、跨中板带给出计算结果和楼板施工图设计。
一、在建模中布置虚梁和柱帽无梁楼盖没有梁,柱之间需布置虚梁或者暗梁。
1、布置暗梁无梁楼盖的板设计时,需要按照柱上板带、跨中板带方式配筋,软件将按照虚梁或暗梁的位置确定柱上板带,因此用户需在建模中布置虚梁或暗梁,暗梁按照普通梁方式输入即可。
《高规》8.2.4:“板柱-剪力墙结构中,板的构造应符合下列规定:1 抗震设计时,应在柱上板带中设置构造暗梁,暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和,暗梁支座上部钢筋截面积不宜小于柱上板带钢筋面积的50%,并应全跨拉通,按梁下部钢筋应不小于上部钢筋的1/2。
”因此,暗梁的尺寸可按高规的要求输入。
在上部结构计算时,对无梁楼盖板应选择按照弹性板3或者弹性板6计算,这种计算模式将使楼板和梁变形协调,共同承担荷载,我们输入的暗梁尺寸适当,其暗梁的配筋结果就基本可用。
也有用户按照等代框架梁宽高尺寸的输入暗梁,等代框架的宽度取垂直于等代框架方向两侧柱距各1/4,梁高取板厚度。
这样的输入方式和如上按照《高规》的要求设置暗梁尺寸方式差不多,其暗梁配筋结果基本可用。
2、布置柱帽无梁楼盖中设置柱帽时,可在建模的楼板布置菜单下布置柱帽:软件可布置的柱帽形式有3种:柱帽、柱帽+托板、托板。
《高规》8.1.9条:“板柱-剪力墙结构的布置应符合下列规定:。
4 无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。
柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。
运用PKPM软件进行无梁楼盖结构的设计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,如下图所示: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。
用PKPM进行无梁楼盖结构设计PKPM(平面梁模型)是一种常用的工程结构分析和设计软件,可以用于无梁楼盖结构的设计。
本文将介绍无梁楼盖结构的设计过程,并使用PKPM进行结构分析和设计。
无梁楼盖结构是指楼板直接承受荷载,无需设置梁作为承载结构的一种楼盖结构。
这种结构的主要特点是构造简单、施工方便、节省工程成本,并且可以提供较大的使用空间。
下面是无梁楼盖结构的设计过程:1.确定加载条件:首先,需要确定加载条件,包括楼板自重、可变荷载和其他荷载(如风荷载、地震荷载等)。
根据建筑使用要求和设计规范,确定相应的加载标准。
2.制定楼板布局:基于建筑的功能需求和使用要求,制定楼板的布局方案。
在制定布局方案时,要考虑楼板结构的连续性和整体稳定性。
3.设计楼板厚度:根据加载条件和楼板跨度,确定楼板的厚度。
楼板的厚度应满足承载能力和挠度控制的要求,同时考虑材料成本和施工工艺。
4.确定楼板钢筋配筋:根据加载条件和楼板的厚度,确定楼板的钢筋配筋。
配筋要满足强度和刚度的要求,也要考虑施工过程中的操作性。
5.进行结构分析:使用PKPM进行结构分析,计算楼板的受力情况。
结构分析包括静力分析和动力分析,以确定结构的强度、刚度和稳定性。
6.进行结构设计:根据结构分析的结果,对结构进行设计,包括截面尺寸、配筋尺寸等。
设计要满足加载条件和强度要求,同时考虑构造的可行性和施工工艺。
7.完成施工图设计:基于结构设计结果,完成施工图设计,包括楼板平面布置图、构造图、钢筋图等。
施工图应符合相关规范和标准。
以上是无梁楼盖结构的设计过程。
接下来,我们将使用PKPM进行结构分析和设计。
首先,打开PKPM软件,选择“新建工程”,给工程命名,并选择材料和荷载。
然后,按照楼盖结构的布局方案,绘制楼板的几何形状,设置楼板厚度和边界条件。
接下来,进行静力分析。
选择“结构分析”功能,设置加载条件和边界条件,进行荷载组合和组合计算。
PKPM将根据加载条件和边界条件,计算楼板的受力情况,并输出相关结果。
运用PKPM软件进行无梁楼盖结构的设计及TAT计算模型的合理简化PKPM软件是一种用于进行结构设计和计算的专业软件,它能够帮助工程师完成各种结构的设计、计算和优化。
对于无梁楼盖结构的设计,我们可以运用PKPM软件来进行设计计算,并且可以通过合理简化TAT模型来提高计算效率。
无梁楼盖结构是一种常见的建筑结构形式,其主要特点是没有大梁作为承重结构,而是通过板材直接承受荷载。
在进行无梁楼盖结构设计时,首先需要确定各楼层的布置、板材的尺寸和材料等参数。
在PKPM软件中,我们可以利用其提供的图形界面进行模型绘制,并且可以根据具体情况进行参数设置和约束条件的输入。
在无梁楼盖结构的设计过程中,一般会涉及到以下几个主要步骤:荷载计算、支座设计、板材设计和梁箍筋设计。
首先,需要对楼盖结构受力情况进行荷载计算。
根据设计要求和规范,确定楼盖结构承受的荷载类型和大小,并将其输入到PKPM软件中进行计算。
软件可以根据不同的荷载类型自动计算各个板材的受力情况,包括弯矩、剪力和轴力等。
接下来,需要进行支座设计。
支座设计是为了确保楼盖结构能够稳定承受荷载,并且能够将荷载传递到地基,避免产生过大的变形和位移。
在PKPM软件中,可以选择不同类型的支座,如橡胶支座或钢支座,并进行相应的参数设置。
软件可以自动计算支座的承载力和变形情况,并给出合理的设计方案。
然后,需要进行板材设计。
在无梁楼盖结构中,板材是主要承载荷载的部分,因此需要对板材的尺寸和材料进行设计。
在PKPM软件中,可以根据荷载计算结果和板材的材料特性进行设计,包括板的厚度、抗弯刚度和抗剪刚度等。
软件可以自动进行板材的受力分析和验算,确保设计满足强度和稳定性要求。
最后,需要进行梁箍筋设计。
梁箍筋是为了增强楼盖结构的刚度和抗震能力。
在PKPM软件中,可以设定梁的几何尺寸和箍筋的布置形式,并进行相应的计算和验算。
软件可以自动进行梁的受力分析,包括弯矩和剪力等,并根据验算结果给出合理的设计方案。
第四节无梁楼盖设计无梁楼盖设计在YJK现有的建模、上部计算、楼板施工图三个模块中就可完成,而且无梁楼盖的设计可以和其它结构整体建模和分析协同工作,是融入其它结构设计之中的。
大致流程是:在建模中布置无梁楼盖的暗梁和柱帽;在上部结构计算中采用弹性板3或弹性板6模型,弹性板荷载计算方式应选择有限元方式;计算结果中补充了柱的冲切计算;在楼板设计中采用楼板有限元计算,并按照柱上板带、跨中板带给出计算结果和楼板施工图设计。
1/4,梁24无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。
柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。
7度时宜采用有柱托板,8度时应采用有柱托板,此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和。
托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的16倍。
”图2.4.3柱帽视图3、软件自动将柱帽处的梁设置成加腋梁建模退出时,软件自动将和柱帽相连的暗梁设置成加腋梁,为的是考虑柱帽的因素按照加腋梁计算和配筋。
加腋的长度尺寸取柱帽或柱帽加托板的长方向和梁交界处,加腋的高度取柱帽+托板+板厚-梁高。
可在建模中看到自动形成的加腋梁,如果柱帽被删除,加腋梁在退出建模时,会自动删除梁加腋。
在建模退出时,设置了选项“柱帽处自动生成梁加腋”,如果用户不希望设置这种梁的加腋,可对该参数不勾选。
二、上部结构计算上部结构计算时,对于无梁楼盖部分应注意以下几点1、对无梁楼盖板设置弹性板3或弹性板6对无梁楼盖板应设置成弹性板3或者弹性板6,并勾选参数“梁与弹性板变形协调”。
弹性板32理方式,板上的荷少。
“生3加腋梁计算和配筋的。
在这些梁的配筋结果文件中,可以看到加腋的尺寸等信息。
有柱帽时,各层计算结果简图中将画出柱帽。
图2.4.5计算结果中柱帽简图4、柱对板的冲切计算对于和无梁楼盖相连的柱,或者上边布置了柱帽的柱,软件自动补充柱的冲切计算。
如果没有柱帽,软件判断无梁楼盖的标准是柱上所有梁的高度不大于板厚。
第四节无梁楼盖设计无梁楼盖设计在YJK现有的建模、上部计算、楼板施工图三个模块中就可完成,而且无梁楼盖的设计可以和其它结构整体建模和分析协同工作,是融入其它结构设计之中的。
大致流程是:在建模中布置无梁楼盖的暗梁和柱帽;在上部结构计算中采用弹性板3或弹性板6模型,弹性板荷载计算方式应选择有限元方式;计算结果中补充了柱的冲切计算;在楼板设计中采用楼板有限元计算,并按照柱上板带、跨中板带给出计算结果和楼板施工图设计。
一、在建模中布置暗梁和柱帽无梁楼盖没有梁,柱之间需布置虚梁或者暗梁。
1、布置暗梁无梁楼盖的板设计时,需要按照柱上板带、跨中板带方式配筋,软件将按照暗梁的位置确定柱上板带,因此用户需在建模中布置暗梁,暗梁按照普通梁方式输入即可。
《高规》,板的构造应符合下列规定:1 抗震设计时,应在柱上板带中设置构造暗梁,暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和,暗梁支座上部钢筋截面积不宜小于柱上板带钢筋面积的50%,并应全跨拉通,按梁下部钢筋应不小于上部钢筋的1/2。
”因此,暗梁的尺寸可按高规的要求输入。
在上部结构计算时,对无梁楼盖板应选择按照弹性板3或者弹性板6计算,这种计算模式将使楼板和梁变形协调,共同承担荷载,我们输入的暗梁尺寸适当,其暗梁的配筋结果就基本可用。
也有用户按照等代框架梁宽高尺寸的输入暗梁,等代框架的宽度取垂直于等代框架方向两侧柱距各1/4,梁高取板厚度。
这样的输入方式和如上按照《高规》的要求设置暗梁尺寸方式差不多,其暗梁配筋结果基本可用。
2、布置柱帽无梁楼盖中设置柱帽时,可在建模的楼板布置菜单下布置柱帽:图2.4.1 柱帽布置与删除软件可布置的柱帽形式有3种:柱帽、柱帽+托板、托板。
图2.4.2 柱帽布置《高规》。
4 无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。
柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。
7度时宜采用有柱托板,8度时应采用有柱托板,此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和。
托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的16倍。
”图2.4.3 柱帽视图3、软件自动将柱帽处的梁设置成加腋梁建模退出时,软件自动将和柱帽相连的暗梁设置成加腋梁,为的是考虑柱帽的因素按照加腋梁计算和配筋。
加腋的长度尺寸取柱帽或柱帽加托板的长方向和梁交界处,加腋的高度取柱帽+托板+板厚-梁高。
可在建模中看到自动形成的加腋梁,如果柱帽被删除,加腋梁在退出建模时,会自动删除梁加腋。
在建模退出时,设置了选项“柱帽处自动生成梁加腋”,如果用户不希望设置这种梁的加腋,可对该参数不勾选。
二、上部结构计算上部结构计算时,对于无梁楼盖部分应注意以下几点1、对无梁楼盖板设置弹性板3或弹性板6对无梁楼盖板应设置成弹性板3或者弹性板6,并勾选参数“梁与弹性板变形协调”。
对无梁楼盖板按照弹性板3或者弹性板6计算,这种计算模式将使楼板和梁变形协调,共同承担荷载。
弹性板3不考虑板的面内变形,仅能考虑面外刚度;弹性板6是壳元模型,既可考虑板的面内、又可考虑板的面外变形。
不能选择弹性膜模型,因为弹性膜仅有面内刚度,没有面外刚度。
为了保证弹性板与梁变形协调,应勾选参数“梁与弹性板变形协调”,这样梁的中间节点和板的中间节点是联系在一起工作的。
但是,如果不勾选这个参数,板只在梁端节点和梁连接,不能发挥出板和梁共同工作的能力。
2、计算参数的弹性板荷载计算方式应选择有限元方式计算参数的弹性板荷载计算方式有两个选项:平面导荷方式和有限元计算方式。
平面导荷方式就是以前的处理方式,作用在各房间楼板上恒活面荷载被导算到了房间周边的梁或者墙上,在上部结构的考虑弹性板的计算中,弹性板上已经没有作用竖向荷载,起作用的仅是弹性板的面内刚度和面外刚度,这样的工作方式不符合楼板实际的工作状况,因此也得不出弹性楼板本身的配筋计算结果。
有限元方式是在上部结构计算时,恒活面荷载直接作用在弹性楼板上,不被导算到周边的梁墙上,板上的荷载是通过板的有限元计算才能导算到周边杆件。
这样的工作方式与第一种方式相比有两个主要变化:一是经有限元计算板上荷载不仅传到周边梁墙,也同时传给柱,换句话说柱的受力增加,梁承受的荷载将减少。
特别是平面导荷方式传给周边梁墙的荷载只有竖向荷载,没有弯矩,而有限元计算方式传给梁墙的不仅有竖向荷载,还有墙的面外弯矩和梁的扭矩,对于边梁或边墙这种弯矩和扭矩常是不应忽略的;二是既使弹性板参与了恒活竖向荷载计算,又参与了风、地震等水平荷载的计算,计算结果可以直接得出弹性板本身的配筋。
有限元方式适用于无梁楼盖、厚板转换层等结构,可在上部结构计算结果中同时得出板的配筋,在等值线菜单下查看弹性板的各种内力和配筋结果。
注意为了查看等值线结果,在计算参数的结构总体信息中还应勾选“生成绘等值线用数据”。
图2.4.4 无梁楼盖等值线图3、与柱帽相连的梁按照加腋梁设计为了考虑柱帽的有利因素,软件自动将和柱帽相连的梁设置成加腋梁,因此在上部结构计算中这些梁是按照加腋梁计算和配筋的。
在这些梁的配筋结果文件中,可以看到加腋的尺寸等信息。
有柱帽时,各层计算结果简图中将画出柱帽。
图2.4.5 计算结果中柱帽简图4、柱对板的冲切计算对于和无梁楼盖相连的柱,或者上边布置了柱帽的柱,软件自动补充柱的冲切计算。
如果没有柱帽,软件判断无梁楼盖的标准是柱上所有梁的高度不大于板厚。
柱的冲切计算考虑了上部结构计算中所有的荷载组合,有柱帽时冲切计算包括柱对柱帽、柱帽对板的冲切计算;无柱帽时冲切计算就是柱对板的冲切计算。
冲切计算时,冲切力为柱顶的轴力减去冲切锥范围内的板的荷载,砼强度等级取板的强度等级。
对于柱帽冲切计算的人防荷载组合采用人防规范相关公式进行,这样避免了人防荷载组合下柱帽或托板总计算不过、必须采用过大尺寸的问题。
当冲切计算不够时给出抗冲切钢筋。
在柱的计算配筋结果文件中,做了冲切计算的柱将输出冲切计算的相关内容和结果,它们在每根柱配筋文件的后面部分。
柱的冲切计算结果如需要配置箍筋,所输出的抗冲切箍筋面积为单边一个箍筋间距内的箍筋总面积,箍筋间距同梁。
图2.4.6 柱冲切结果以及验算在计算结果的柱轴压比菜单下,设置了专门的“柱冲切”菜单,专门输出柱的冲切计算结果简图,在柱上标注的三个数字分别为柱根、柱帽、托板处的冲切计算结果,为冲切力和抗冲切力的比值,小于1时满足要求。
图2.4.7 柱根、柱帽、托板处的计算简图三、无梁楼盖的楼板配筋设计无梁楼盖的楼板配筋设计在楼板施工图中完成。
软件可对无梁楼盖按照细分的有限元法计算,并按照柱上板带和跨中板带方式给出计算结果和画施工图。
1、定义板带楼板施工图中设置了无梁楼盖菜单,菜单的第一项是定义板带。
操作是用多边形围区定义需要按照无梁楼盖设计的部分,随后,软件把框出部分自动划分出柱上板带和跨中板带。
柱上板带和跨中板带是靠自动穿串生成的,软件在用户划定的多边形区域内,沿着柱间布置的虚梁、梁或墙穿串,位于同一直线的形成一个柱上板带或跨中板带,每个板带记录他的跨数。
板带定义的过程支持多次操作,不同围区定义的板带分别生成各自范围内的板带。
有时需要把自动生成的一条板带分成几段,可以分多次围区定义这条板带范围,以达到板带分段的目的。
软件将按照板有限元方式计算无梁楼盖,而且按照柱上板带和跨中板带方式给出内力和配筋。
定义板带后,软件在计算简图中对柱上板带按照灰白色的一对平行双虚线表达,而对跨中板带按照一条粉色单虚线表达。
图2.4.8 无梁楼盖板带定义如果没有进行这一步,则软件将无梁楼盖仍然按照普通楼板方式设计。
普通楼板的计算方式主要分为手册法和有限元法,有限元法还区分为是否考虑梁的弹性变形。
即便对无梁楼盖按照考虑了梁弹性变形的有限元法计算,但是配筋方式仍保持普通楼板方式,即按照房间的跨中和支座分别画出钢筋的方式,不能给出柱上板带、跨中板带的配筋方式。
软件自动生成柱上板带。
自动生成的柱上板带的宽度可有三种取值方法,一是按照板带间宽度的1/4,二是按照柱帽的宽度取值,三是对前两种方式的结果取大。
在计算参数中由用户选择取值方法:图软件在下列位置生成柱上板带1)沿着梁高不大于楼板厚度的梁;2)梁高虽然大于板厚,但是梁两端布置了柱帽的梁。
3)墙上没有梁,但墙两端有柱,且柱上布置有柱帽。
软件对以墙为支座的楼板,或梁高大于板厚的梁处不生成柱上板带,对于没有柱上板带的楼板仍然按照普通楼板的方式计算和配筋。
因此,无梁楼盖的柱上板带跨中板带配筋方式和普通楼板的配筋方式可以同时在一层平面上同时设计和绘图。
2、按有限元方式计算楼板对无梁楼盖应按有限元方式计算楼板,软件考虑了柱帽影响,即在柱帽处的单元按照柱帽+楼板厚度计算和配筋。
应设置为考虑梁的弹性变形,否则计算不出无梁楼盖的受力状态。
由于梁高与板厚一致形成重叠,为避免造成无梁板计算刚度被放大,板有限元计算时忽略了梁的截面刚度。
计算前必须在计算参数中勾选计算方法采用有限元算法和考虑梁弹性变形。
图如果用户定义了板带但是没有勾选这两个参数,软件将给出提示并中断计算。
图软件隐含的单元尺寸为0.4米,其计算精度已经足够高。
每次计算一整个楼层的所有楼板。
在计算后的计算结果显示菜单中,用户可通过等值线方式和显示各单元内力方式查看有限元计算结果。
图3、分区域给出弯矩配筋对于无梁楼盖的计算结果,不再按照普通楼板结果输出方式,而是按照柱上板带、跨中板带的分区输出,为的就是按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图。
对于计算结果的配筋面积、楼板弯矩,软件将按照如下的分区输出1)柱帽或柱上板带相交区域,这部分受力最大,标注板上部2个方向的计算结果;2)柱上板带区域,对每一跨柱上板带,软件在扣除柱帽的净跨范围内挑出各单元的最大值,分别标注当前跨的板带上、板带下2个值,它们是沿着板带方向的数值;3)跨中板带区域,这里标注2个方面的内容A、跨中板带中间区域板底部、板顶部结果,这是从周边扣除柱上板带以后剩余的区域,给出沿板带方向的板带上、板带下2个数值;B、跨中板带支座区域,这是垂直于柱上板带方向的板顶的结果,其计算区域是柱上板带在两个柱帽或柱上板带相交区域之间的部分,标注方式与普通楼板的支座钢筋相同。
注意板配筋结果表示的是每米的计算钢筋。
图4、操作步骤分为3步:1)执行无梁楼盖菜单的第一项,定义板带;2)执行计算菜单进行楼板有限元计算,之前需将计算参数调整好;3)查看计算结果。
四、无梁楼盖板施工图按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图分为3个区域配筋:1、柱上板带,沿各跨贯通连续配筋,双层,并在第一跨标注,按各跨最大值配筋。
操作无梁楼盖菜单下的子菜单“标注板带”即可标注出柱上板带。
图2、柱帽或柱上板带相交处,根据减去柱上板带的剩余部分计算面积配置,钢筋长度为柱上板带宽度。