PKPM2010版畫結(jié)構(gòu)平面圖樓板配筋計算詳解
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在PKPM結(jié)構(gòu)平面中,樓板計算即有彈性計算、還有塑性計算,彈性計算中還有查靜力手冊計算、有限元計算,邊界元計算的不同方式,考慮一些特殊情況,用戶還可以選擇按照考慮活荷載不利布置計算或者按照連續(xù)板塊的計算方式。面對諸多選擇,廣大用戶可能不能很好的選擇適合的方式,本文結(jié)合2010版針對新規(guī)范的修改,深入剖析不同算法的應(yīng)用技巧和技術(shù)條件,使用戶在計算時做到心中有數(shù)。
一:自動計算方法的選擇
程序在計算時根據(jù)樓板的形狀可分為矩形板和非矩形板兩大類。
自動計算時程序會對各塊板逐塊做內(nèi)力計算,對非矩形的凸形不規(guī)則板塊,程序用邊界元法計算該塊板,對非矩形的凹形不規(guī)則板塊,程序則采用有限元法計算該塊板,程序自動識別板的形狀類型并選相應(yīng)的計算方法。對于矩形板塊,計算方法采用用戶指定的計算方法(如彈性或塑性)計算。當(dāng)房間內(nèi)有次梁時,程序?qū)Ψ块g按被次梁分割產(chǎn)生的多個板塊分別計算。如圖1所示。
圖1
從上圖可以看出,非矩形板計算也可以采取靜力手冊查表的方法計算,對于矩形樓板,即使用戶選擇了按照塑性計算,但很多情況并沒有按照塑性計算,塑性計算必須同時滿足以下一個條件:
1:選擇了按照塑性計算。
2:按形狀是矩形樓板或者近似矩形樓板。
3:四邊的任意一邊邊界條件必須相同。
以下分別就矩形和非矩形樓板計算方式做簡要說明
二:矩形鋼筋混凝土樓板計算
《砼規(guī)》(GB 50010-2010)9.1.1條規(guī)定
混凝土板應(yīng)按下列原則進(jìn)行計算:
1.兩對邊支承的板應(yīng)按單向板計算;
2.四邊支承的板應(yīng)按下列規(guī)定計算:
1)當(dāng)長邊與短邊長度之比小于或等于2.0時,應(yīng)按雙向板計算;
2)當(dāng)長邊與短邊長度之比大于2.0,但小于3.0時,宜按雙向板計算;當(dāng)按沿短邊方向受力的單向板計算時,應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋;
3)當(dāng)長邊與短邊長度之比大于或等于3.0時,可按沿短邊方向受力的單向板計算。
因此,PM程序?qū)蜗虬迮c雙向板的判斷參照該條(第 9.1.1條)的第2項第3小款,即當(dāng)長邊與短邊長度之比大于或等于3.0時,按沿短邊方向受力的單向板計算。
單向板的內(nèi)力計算按以下情況考慮:
兩端鉸支時,,
一固一鉸時,,。
兩端固定時,,。
單向板的計算公式是彈性計算公式。
雙向板(長邊/短邊<3):按《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》(中國建筑工業(yè)出版社,1974)中彈性理論計算所得彎矩,未考慮板的塑性影響。
對于規(guī)則的鋼筋混凝土板,由于在靜力計算手冊中有較為準(zhǔn)確的解,因此程序?qū)τ诖朔N類型的板,直接采用靜力手冊中提供的彎矩系數(shù)和撓度系數(shù),以簡化計算過程。
對于板四邊邊界不含自由邊的板,表中僅列出了泊松比=0的彎矩系數(shù)與撓度系數(shù)。當(dāng)值不等于零時,其撓度及支座中點的彎矩仍可按這些表求得。根據(jù)《砼規(guī)》第4.1.5條之規(guī)定,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的泊松比=0.2,因此當(dāng)計算板的跨中彎矩時,可按下式求得:
其中混凝土泊松比=0.2。
三:非矩形板的計算
對于非矩形板,當(dāng)為凸形不規(guī)則板塊時,程序用邊界元法計算該塊板,采用該算法的優(yōu)點是快速、高效,但該算法的適應(yīng)性較為有限,僅適用于凸形不規(guī)則板塊;當(dāng)為凹形不規(guī)則板塊,程序采用有限元法計算該塊板,該算法的優(yōu)點是適應(yīng)性強。
為說明程序?qū)Ψ蔷匦伟宀捎脙煞N算法的可靠性,采用通用有限元SAP2000程序計算L型...