弹性楼板的计算和选择
第十章楼板设计

第十章.楼板计算根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002),楼板长边l02与短边l01之比小于2时,宜按双向板计算。
楼板长边l02与短边l01之比大于2,但小于3.0时,宜按双向板计算,当按沿短边受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够的构造钢筋。
根据本工程的实际尺寸,楼板全为双向板,楼板按照弹性方法进行计算。
双向板按弹性理论的计算方法:①多跨连续双向板跨中最大正弯矩:为了求得连续双向板跨中最大正弯矩,荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置 q/2两种情况,前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上,对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。
沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。
分别求得各区格板的弯矩,然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。
②多跨连续双向板支座最大负弯矩:支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得。
连续双向板的计算图示10.1标准层楼板计算:- 72 -- 73 -标准层楼板区格划分:标准层楼板区格图 ① 板A一、 基本资料:1、边界条件(左端/下端/右端/上端):固定/固定/固定/固定/2、荷载:永久荷载标准值:g =3.33 kN/M 2可变荷载标准值:q = 2.00 kN/M 2计算跨度 Lx = 4800 mm ;计算跨度 Ly = 3750 mm板厚 H = 10 0mm ;砼强度等级:C35;钢筋强度等级:HRB2353、计算方法:弹性算法。
4、泊松比:μ=1/5.二、计算结果:平行于Lx 方向的跨中弯矩MxMx=(0.01393+0.02794/6)×(1.20×3.33+1.40×1.0)×3.752= 1.77kN·M考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩:Mxa =(0.03283+0.05809/6)×(1.4× 1.0)× 3.752 = 1.05kNMMx= 1.77 + 1.05 = 2.82kN·MAsx= 224.78mm2,实配Φ8@180 (As=251mm2)ρmin = 0.215% ,ρ= 0.233%平行于 Ly 方向的跨中弯矩 MyMy =(0.02794+0.01393/6)×(1.20× 3.33+1.40× 1.0)× 3.752= 2.93kN·M 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩:Mya =(0.05809+0.03283/6)×(1.4× 1.0)× 3.752 = 1.58kN·MMy= 2.93 + 1.58 = 4.49kN·MAsy= 248.57mm2,实配Φ8@200 (As = 251mm2)ρmin = 0.215% ,ρ= 0.233%沿 Lx 方向的支座弯矩 Mx'Mx' =0.05610×(1.20× 3.33+1.40× 2.0)×3.752 = 6.69kN·MAsx'= 235.06mm2,实配Φ8@200 (As = 251.mm2)ρmin = 0.215% ,ρ= 0.233%沿 Ly 方向的支座弯矩 My'My' =0.06765×(1.20× 3.33+1.40× 2.0)× 3.752 = 8.07kN·MAsy'= 287.72mm2,实配Φ8@150 (As =335.mm2)ρmin = 0.215% ,ρ= 0.279%- 74 -②板B一、基本资料:1、边界条件(左端/下端/右端/上端):固定/铰支/铰支/固定/2、荷载:永久荷载标准值:g =3.33 kN/M2可变荷载标准值:q =2.00 kN/M2计算跨度Lx = 4800 mm;计算跨度Ly = 3750 mm板厚H = 100 mm;砼强度等级:C35;钢筋强度等级:HRB2353、计算方法:弹性算法。
PKPM中刚性楼板、弹性楼板的选取

PKPM中刚性楼板、弹性楼板的选取1.引言楼板既是结构中重要的受力构件又是重要的传力构件。
由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度,在结构分析中,它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力都会产生影响,即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。
所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。
首先要理解什么是“平面内”和“平面外”。
平面内就是指和载荷作用方向一致的方向,平面外就是和载荷作用方向垂直的方向。
通常所说的楼板平面内的刚度无限大,是指在水平荷载(地震力和风等)作用下,楼板在水平面内可以视为刚体,即与水平荷载一致的方向上;在该平面内的每一点的位移都是相等的,此时它的截面高度可以认为是整个楼的面宽或进深。
而平面外方向就是指楼板的结构厚度方向,结构厚度通常仅仅为十几厘米,和整个楼的面宽或进深的十几米或几十米相比起来,就小多了。
2.PKPM楼板计算模型在PKPM的SATWE、PMSAP板块中,实现了四种类型的楼板刚度模型:刚性楼板、弹性楼板6、弹性楼板3和弹性膜的计算模型。
2.1刚性楼板模型其含义是指平面内刚度无限大,内力计算时不考虑平面内变形,与板厚无关,平面外刚度为零,PKPM程序默认楼板为刚性楼板。
该模型使结构在每层板内只有3个公共自由度,即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz,在板内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。
刚性楼板假定认定平面外刚度为零,忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献,使结构总刚度偏小,周期加长,吸引的地震作用小,不安全。
为此,规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。
于是《高规》第 5.2.2规定在内力和位移计算时,对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用 1.3-2.0 增大系数来考虑翼缘的增大作用。
刚性楼板假定结构计算概念明了,计算简便;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。
弹性楼板与塑性楼板计算实例

弹性楼板与塑性楼板计算实例初始条件,楼板厚度为120mm(26KN/m3),建筑面层为50mm(20KN/m3),该楼板为商店功能,楼板按四边固结计算,l x=4000mm,l y=5000mm,泊松比μ=1/6,混凝土为C30,试分别按弹性板理论和塑性板理论(极限平衡法)计算楼板弯矩及配筋。
一、楼板荷载设计值计算楼板恒载计算:0.12×26+0.05×20=4.12KN/m2楼板活载:根据《工程结构通用规范》表4.2.2条第4项次,商店活载标准值为4.0KN/m2,根据《建筑结构可靠性设计统一标准》8.2.9条γG=1.3,γQ=1.5楼板荷载设计值为1.3×4.12+1.5×4.0=11.356KN/m2判断单、双向板:根据《混凝土结构设计规范》9.1.1条l y/l x=1.25<2为双向板二、弹性板内力计算由《建筑结构静力计算手册》第二版表4-19l x/l y=0.7弯矩系数分别为0.0271,0.0144,-0.0664,-0.0559。
支座弯矩=表中系数×ql2,因为《计算手册》表4-19是采用泊松比为0计算得出的结果,所有对于钢筋混凝土结构泊松比为1/6时,Mx(1/6)=MX+1/6My,My(1/6)=My+1/6Mx。
m KN 16.100.4356.110559.0My ly m KN 06.120.4356.110664.0Mx lx 2020 方向弯矩固定边中点沿方向弯矩固定边中点沿m KN 44.30.4356.110271.0610.4356.110144.0My lym KN 36.50.4356.110144.0610.4356.110271.0Mx lx 2222 方向板中点弯矩平行于方向板中点弯矩平行于三、塑性板内力计算25.1xy64.01222211 ,ξ约为0.0202跨中钢筋在支座处不减少,mKN 67.34356.110202.0ql M 2x 21x 方向板中点弯矩平行于mKN 35.267.364.0M M 12y 方向板中点弯矩平行于m KN 34.767.32M M M 11ⅠⅠx 方向支座弯矩沿mKN 70.435.22M M M 22y 方向支座弯矩沿四、弹性板与塑性板内力表对比计算方法Mx (KN ▪m)My (KN ▪m)M’x (KN ▪m)M’y (KN ▪m)弹性板 5.36 3.44-12.06-10.16塑性板3.672.35-7.34-4.70由上表可知:按塑性理论计算,楼板的弯矩可大幅度减小,塑性板跨中弯矩约为弹性板跨中弯矩的68%,塑性板支座弯矩约为弹性板支座弯矩的60%。
弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构

从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板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,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“梁刚度放大系数”来提高梁面外弯曲刚度,以弥补面外刚度的不足,同样,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。
pkpm中的弹性板

做为一名PKPM一线的结构技术服务人员,最能发现用户的疑惑,在最近一段新版软件的使用中,很多设计人员还是对几种弹性板的运用理解不到位,我这里大概做一个简单阐述,以方便设计人员再设计中正确运用这几类板。
通常情况下在计算周期比和位移比这两个结构的整体指标的时候,是选择强制采用刚性楼板假定的。
刚性楼板的物理意义是楼板平面内无线刚,平面外刚度为0。
弹性板6表示完全弹性的有限元壳,其面内刚度用平面应力膜模拟,平面外刚度用厚薄通用的厚板元模拟,这种楼板计算假定从理论上来说最符合楼板的实际受力情况,但是由于存在平面外的刚度,将促使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力,从而使梁的弯矩和配筋相应的减小,减小的弯矩部分由弹性楼板承担,这样与采刚性楼板假定的内力与配筋不同,因此,不要轻易选择弹性板6,弹性板6主要用于板柱体系或者板柱剪力墙结构。
弹性膜假定采用的是平面应力膜单元,真实地反映楼板的平面内刚度,同时忽略平面外刚度,即平面外刚度为0。
由于弹性膜真实地反映平面内刚度,又可以避免采用弹性板6而造成梁的安全度的降低,因此,较多用于体育场馆,楼板开大洞、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔连体结构中的弱连接板,以及坡屋面。
在未采用刚性楼板假定时,坡屋面软件在计算的时候默认采用的是弹性膜,不必要再去定义。
弹性板3假定平面内刚度无限大,平面外的刚度为有限刚,面内采用了刚性楼板假定的有限元壳,面外采用厚薄通用的中厚板元模拟,主要适用于厚板转换结构的转换厚板,这类结构的转换板比较厚(1米以上),其面内刚度很大,通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板上的结构荷载传递到下部。
如果框支梁上支承的是柱子,其受力与一般承受集中荷载的框架没有什么两样,如果没有其他因素,可以不考虑楼板平面内的变形,采用刚性楼板假定。
可是,如果梁上支承的是剪力墙,尤其是整片的剪力墙,由于拱的作用,会存在沿梁轴线方向的推力,此时如果采用刚性楼板假定,就无法分析出梁内的水平拉力,对梁的设计是偏于不安全的研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。
板厚的确定.

一.板厚的确定为满足板刚度要求(挠度控制)简支双向板01145h l ≥ 连续双向板01150h l ≥简支单向板01135h l ≥ 连续单向板01140h l ≥板不应该小于最小要求60mm ,为方便钢筋的配置最薄的板取80mm.本次计算的板为第二层转换层的板为满足抗震的要求均为120mm 厚。
单向板:按弹性理论四边支撑且连续单向板0201l l >2 01l 为短跨计算跨度,取轴线局立即能满足弹性理论的计算模型。
二.楼板计算1 荷载2 板的内力计算房间编号1边界条件(左端/下端/右端/上端/:简支/简支/简支/固端) 单向板计算跨度取轴线距离1500mm 即能满足要求 计算方法为弹性算法2210111()(5.29 3.5) 1.5 2.47/88g q kN m m m l =+=+⨯=∙'2210111()(5.29 3.5) 1.5 1.65/1212g q kN m m m l =-+=-+⨯=-∙房间编号201013.60.8574.2l l ==22(0.0280.20.014)(5.29 2.8/2) 3.6(0.0320.020.0215) 3.6(2.8/2) 3.329/xkN m m m =+⨯⨯+⨯++⨯⨯⨯=∙ 22(0.0140.20.028)(5.29 2.8/2) 3.6(0.02150.0320.02) 3.6(2.8/2) 2.143/ykN m m m =+⨯⨯+⨯++⨯⨯⨯=∙边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/固端/固端/简支/+固端/固端/简支 /简支)'20.069(5.29 2.8) 3.67.233/xkN m m m =-⨯+⨯=-∙ '20.0565(5.29 2.8) 3.6 5.929/ykN m m m=-⨯+⨯=-∙边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/固端/固端/简支)房间编号3010111.23.62l l =< 单向板边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/固端/固端/固端) 单向板计算跨度取轴线距离1200mm 即能满足要求 计算方法为弹性算法2210111()(5.29 3.5) 1.20.482/2424g q kN m m m l =+=+⨯=∙ '2210111()(5.29 3.5) 1.20.974/1212g q kN m m ml =-+=-+⨯=-∙房间编号4010111.83.62l l == 单向板边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/固端/固端/固端) 单向板计算跨度取轴线距离1800mm 即能满足要求 计算方法为弹性算法2210111()(5.29 3.5) 1.8 1.092/2424g q kN m m m l =+=+⨯=∙ '2210111()(5.29 3.5) 1.8 2.184/1212g q kN m m ml =-+=-+⨯=-∙房间编号501013.60.754.8l l ==22(0.03310.20.0109)(5.29 2.8/2) 3.6(0.0390.020.0189) 3.6(2.8/2) 3.839/xkN m m m =+⨯⨯+⨯++⨯⨯⨯=∙ 22(0.01090.20.0331)(5.29 2.8/2) 3.6(0.01890.0390.02) 3.6(2.8/2) 1.322/ykN m mm=+⨯⨯+⨯++⨯⨯⨯=∙边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/简支/固端/固端/+固端/简支/简支 /固端)'20.075(5.29 2.8) 3.67.866/xkN m m m =-⨯+⨯=-∙ '20.0572(5.29 2.8) 3.6 6.0/ykN m m m=-⨯+⨯=-∙边界条件(左端/下端/右端/上端/:固端/简支/简支/固端/固端)房间编号6边界条件(左端/下端/右端/上端/:简支/简支/固端/间支) 单向板计算跨度取轴线距离1500mm 即能满足要求 计算方法为弹性算法2210111()(5.29 3.5) 1.5 2.47/88g q kN m m m l =+=+⨯=∙ '2210111()(5.29 3.5) 1.5 1.65/1212g q kN m m m l =-+=-+⨯=-∙板的配筋计算截面有效高度:选用Φ8和Φ6作为受力主筋,则01l (短跨)方向跨中截面的最小配筋率min 0.2ρ=或45/45 1.43/2100.306t y f f =⨯=,取0.306%。
楼板计算规范标准最新

楼板计算规范标准最新楼板作为建筑物的重要组成部分,其计算规范标准对于确保结构安全至关重要。
以下是根据最新建筑规范制定的楼板计算标准:1. 设计原则:- 楼板设计应遵循安全性、经济性、适用性和耐久性原则。
- 应根据建筑物的使用功能、结构形式和材料特性进行合理设计。
2. 荷载分类:- 荷载分为永久荷载(如结构自重、固定设备重量等)和可变荷载(如活荷载、风荷载、雪荷载等)。
- 荷载标准应参照最新的国家或地区建筑荷载规范。
3. 材料标准:- 楼板材料应符合国家标准,包括混凝土、钢筋、预应力筋等。
- 材料性能指标应通过试验确定,确保其满足设计要求。
4. 结构形式:- 根据建筑物的规模和功能,楼板可采用现浇混凝土板、预应力混凝土板、钢筋混凝土板等多种形式。
5. 计算方法:- 楼板的计算应采用弹性理论或塑性理论,考虑楼板的受力特点和边界条件。
- 对于复杂结构,可采用有限元分析等数值方法进行精确计算。
6. 安全系数:- 设计时应考虑适当的安全系数,以确保楼板在各种荷载组合下的安全性。
7. 裂缝控制:- 根据混凝土的抗裂性能,合理确定楼板的配筋率和构造措施,防止裂缝的产生。
8. 耐久性要求:- 楼板设计应考虑耐久性,确保在设计使用年限内不出现性能退化。
9. 施工要求:- 施工过程中应严格按照设计图纸和施工规范进行,确保楼板的施工质量。
10. 验收标准:- 楼板施工完成后,应按照相关验收标准进行检验,确保其满足设计和使用要求。
11. 维护与检修:- 楼板在使用过程中应定期进行维护和检修,及时发现并处理潜在问题。
12. 环境保护:- 在楼板的设计、施工和使用过程中,应考虑环境保护要求,减少对环境的影响。
本规范旨在为楼板设计提供指导,确保建筑物的安全性和功能性。
设计人员应根据具体情况,结合最新的技术发展和规范要求,进行合理的楼板设计。
结构设计经验总结

YJK弹性板参数说明弹性板荷载计算方式:有限元方式仅适用于定义为弹性板3或者弹性板6的楼板,不适合弹性膜或者刚性板的计算。
梁板变形协调:对于弹性膜,一般可设置为不勾选此项。
但是对于弹性板3或者弹性板6,则应勾选此项。
因为设置弹性板3或弹性板6的目的是使梁与板共同工作,发挥板的面外刚度的作用,减少梁的受力和配筋,此时必须使弹性板中间节点和梁的中间节点变形协调才能实现这种作用。
考虑相对偏移(次梁点铰后负弯矩的由来):以前弹性板与梁变形协调时,计算模型是以梁的中和轴和板的中和轴相连的方式计算的,由于一般梁与楼板在梁顶部平齐,实际上梁的中和轴和板中和轴存在竖向的偏差,勾选此参数后软件将在计算中考虑到这种实际的偏差,将在板和梁之间设置一个竖向的偏心刚域,该偏心刚域的长度就是梁的中和轴和板中和轴的实际距离。
在生成数据后的计算简图中可以看到用粉色表示的弹性板和梁之间的竖向短线,就是它们之间的偏心刚域。
这种计算模型比按照中和轴互相连接的模型得出的梁的负弯矩更小,跨中承受一定的拉力,这些因素在梁的配筋计算中都会考虑。
地震内力按弹性板6计算:用户对恒活风等荷载工况计算时,对楼板习惯于按照刚性板、弹性膜的模型计算,这种模型不考虑楼板的抗弯承载能力,由梁承担全部荷载内力,此时的楼板成为一种承载力的安全储备。
但是从抗震设计强柱弱梁的要求考虑,常造成梁的配筋过大的不好的效果。
勾选此参数则软件仅对地震作用的内力按照全楼弹性板6计算,这样地震计算时让楼板和梁共同抵抗地震作用,可以大座弯矩,从而可明显降低梁的支幅度降低地震作用下梁的支座部分的用钢量。
由于对其他荷载工况仍按照以前习惯的设置,保持恒活风等其他荷载工况的计算结果不变,这样做既没有降低结构的安全储备,又实现了强柱弱梁、减少梁的钢筋用量的效果。
因此,这也是一项有效的设计优化的措施。
勾选此参数后,除了地震作用内力计算外,其他计算内容均按照用户当前设置的楼板模型计算。
对地震内力计算,软件另外取用全楼所有楼板设置为弹性板6的模型,并考虑了弹性板与梁协调时梁向下相对偏移的影响。
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一)什么是弹性楼板
在外力作用下能够产生弹性变形的楼板。
(二)弹性楼板的造择与判断
⑴楼饭局部大开洞(图略)
⑵板柱体系或板柱—抗震墙体系:
《高规》第5.3.3条规定:对于平板无梁楼盖,在计算中应考虑板的平面外刚度的影响,其平面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为扁梁计算。
根据《高规》的此项规定,板—柱体系要考虑楼板的平面外刚度,因此板柱体系要定义弹性楼板(如图2所示)。
(图略)
⑶框支转换结构
研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。
在SA TWE软件中,只有定义弹性楼板才能产生转换梁的轴力。
因此,对于框支转换结构,必须整层定义弹性楼板。
⑷厚板转换结构
对于厚板转换结构,由于其厚板的面内刚度很大,可以认为是平面内无限刚,其平面外的刚度是这类结构传力的关键。
因此,此类结构的厚板转换层应定义为弹性楼板。
⑸多塔联体结构:多塔联体结构的连廊定义为弹性楼板。
(三)四种计算模式的意义和适用范围
⑴刚性板假定
假定楼板平面内无限刚,平面外刚度为零。
①梁刚度放大系数的应用
《高规》第5.2.2条规定:在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以放大。
楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0。
对于无现浇面层的装配式结构,可不考虑楼面翼缘的作用。
②适用范围:楼板形状比较规则的结构。
⑵弹性板6假定
①楼板的平面内刚度和平面外刚度均为有限刚。
②适用范围:板柱体系或板柱-剪力墙结构。
⑶弹性膜假定
①采用平面应力膜单元真实地反映楼板的平面内刚度,同时又忽略了平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
②适用范围:广泛应用于楼板厚度不大的弹性板结构中,比如体育场馆等空旷结构、楼板局部大开洞结构、楼板平面布置时产生的狭长板带(如图1(C)所示,图略)、框支转换结构中的转换层楼板、多塔联体结构中的弱连接板(如图3所示,图略)等结构。
⑷弹性板3假定
①楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为有限刚。
程序采用中厚板弯曲学元来计算楼板平面外刚度。
②适用范围:厚板转换层结构和板厚比较大的板柱体系或板柱-抗震墙体系。
③注意事项:
a)要在PMCAD软件的人机交互式建模中输入100mm×100mm的虚粱。
虚梁在结构设计中是一种无刚度、无自重的梁,不参与结构计算。
它的主要作用有以下三点:
☆为SA TWE或PMSAP软件提供板的边界条件;
☆传递上部结构的竖向荷载。
☆为弹性楼板单元的划分提供必要条件。
b)采用弹性板3模式进行设计时,与厚板相邻的上下层的层高应包含厚板厚度的一半。
(四)工程实例
⑴工程概况:某工程为框支剪力墙结构,共30层,带一层地下室,地面以上第4层为框支转换层,地震设防烈度为8度,地震基本加速度为 0.2g,场地类别为三类场地土,中梁刚度放大系数取2.0,边梁刚度放大系数取1.5,转换层楼板厚度为180mm,结构体系按复杂高层计算,并考虑偶然偏心的影响。
该结构的三维轴测图、框支转换层和框支转换层上一层的结构平面图如囹4所示。
(图略)
⑵计算结果
将转换层楼板分别采用弹性板6、弹性膜和刚性板假定进行计算,该结构的周期、转换层处层间位移角和转换梁1的内力和配筋计算结果分别如表1、表2和表3所示。
表1周期计算表
T1(X向)/1.3627/1.3639/1.3572/
T2(Y向)/1.2143/1.2147/1.2060/
T3(扭转)/1.0468/1.0473/1.0323/
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表2转换层处层间位移角计算表
X向/1/2933/1/2899/1/3187/
Y向/1/3006/1/2995/1/3274/
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表3转换梁1的内力和配筋计算表
-M(kn-m)/-218(30)/-225(30)/-198(29)/
Top Ast/2000/2000/2000/
+M(kn-m)/1060(30)/1071(30)/1015(30)/
Btm Ast/4116/4156/2814/
Shear/-587(30)/-597(30)/-538(30)/
Asv/825/825/825/
Nmax(kn)/567(29)/572(29)/0/
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以上三张表中的后面3个数值依次分别为楼板条件是(/弹性板6/弹性膜/刚性板/)时的数值。
表4相应工况下的荷载组合分项系数
Ncm/V-D/V-L/X-W/Y-W/X-E/Y-E/Z-E
29/1.20/0.60/-0.28/0.00/-1.30/0.00/0.00
30/1.20/0.60/0.00/0.28/0.00/1.30/0.00
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⑶结果分析
①本工程刚性板假定下结构刚度大于弹性板6假定下结构的刚度。
②弹性膜假定下其结构的刚度最小,结构的位移和周期均最大。
③通过对表3的分析可以看出,三种计算模式下梁的负端弯矩和跨中弯矩相差并不大,但采用弹性板6和弹性膜假定下梁的跨中纵向钢筋的配筋面积明显大于采用刚性极假定下梁的配筋面积、这主要是由于框支梁按照拉弯构件设计造成的。
在表3中,采用弹性板6和弹性膜计算模式时,框支梁会产生较大的轴力,而采用刚性板假定时,框支梁的轴力为0。
④由于弹性板6模式考虑了楼板的平面外刚度,因此,框支梁计算的安全储备降低,从表3可以看出,采用弹性膜假定计算出的框支梁1的弯矩、剪刀和轴力均大于采用弹性板6假定
下的计算结果。
在本工程中,这两种模式的计算结果虽然不大,但这种计算结果的差异与楼板厚度有关,板厚越大,计算结果的差异也越大。