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您當前的位置 > > 【亿鼎博分享·加固學堂】加固設計中樓板分析方法的合理選用

          加固工程設計中采用不同的結構分析方法進行樓板計算時往往得到的結果不同,而此結果恰恰是影響加固量的重要因素。比如在21世紀蘇果超市加固工程中,樓板采用彈性分析和塑性分析結果差別較大,彈性分析樓板時加固量較大,但如果采用塑性分析樓板時加固量較小,甚至部分樓板不需加固。本文就結構的分析方法進行簡要闡述和匯總,以便在今後工程中能正確選用樓板分析方法進行加固設計,使得樓板加固既能安全可靠亦能經濟合理。

    樓蓋的作用

          樓蓋相當於水平隔板,提供足夠的平麵剛度,可以聚集和傳遞水平荷載到各個豎向抗側力子結構,使整個結構協同工作。特別是當豎向抗側力結構布置不規則或各種抗側力結構水平變形特征不同時,樓蓋的作用更顯得突出和重要。樓蓋還可以連接各層水平構件和豎向構件,維係整個結構,保證結構具有很好的整體性,保證結構傳力的可靠性。因此樓蓋對於建築結構有非常重要的作用。

          幾種結構分析方法

          任何結構分析方法均應符合三類基本方程,即力學平衡方程,變形協調(幾何)條件和本構(物理)關係。如《混凝土結構設計規範》(GB50010-2010)5.1.4的規定“結構分析應符合下列要求:

          1、滿足力學平衡條件;

          2、在不同程度上符合變形協調條件,包括節點和邊界的約束條件;

          3、采用合理的材料本構關係或構件單元的受力-變形關係。” 其中力學平衡必須滿足,變形協調宜滿足,本構關係可合理選用。目前規範所列出的幾種分析方法及相關說明如表1所示:

          結構分析方法及相關說明                表1

    類別

    主要特點

    適用範圍

    其它說明

    彈性分析

    方法

    最基本、最成熟的分析方法;是其它分析方法的基礎。

    分析一般結構及大部分混凝土結構

    它是一種假設和簡化的方法,不考慮材料離散性和非線性性質

    塑性內力重分布分析

    方法

    可充分發揮結構潛力,簡化設計、方便施工

    適用於超靜定混凝土結構設計

    抗彎能力調低部位的變形和裂縫可能增大

    彈塑性

    分析方法

    以鋼筋混凝土實際力學性能為依據,引入本構關係進行全過程分析

    重要複雜結構工程的分析和罕遇地震作用下的結構分析

    比較複雜、計算工作量大,各種非線性本構關係不完善

    塑性極限

    分析方法

    按塑性鉸線理論計算

    主要用於周邊有梁或牆支承的雙向板設計

    簡便易行,能節約鋼材

    試驗分析

    方法

    采用試驗方法對結構的材料性能或本構關係或作用效應等進行模擬或實測

    剪力牆及孔洞周圍,框架和桁架的主要節點,構件的疲勞等

    結構或體形不規則或受力狀態複雜的結構

          規範給出的以上幾種分析方法中,樓板分析的常用方法為彈性分析法、塑性內力重分布法或塑性極限分析法(又稱塑性分析法)。

    樓板分析方法的合理選用

          如何合理選用樓板分析方法是影響加固工程質量及經濟的關鍵因素,主要有以下幾種方法:

          1、雙向板按彈性計算,同時可以對支座彎矩進行調幅。《混凝土結構設計規範》(GB50010-2010)5.3.5規定:“當邊界支承位移對雙向板的內力及變形有較大影響時,在分析中宜考慮邊界支承豎向變形及扭轉的影響。”而5.4.1規定:“重力荷載作用下的框架、框架-剪力牆結構中的現澆梁以及雙向板等,經彈性分析求得內力後,可對支座或節點彎矩進行適度調幅,並確定相應的跨中彎矩。”

          2、鋼筋混凝土板的負彎矩調幅幅度不宜大於20%。

          3、連續單向板可采用塑性內力重分布方法進行分析,同時應滿足正常使用極限狀態的要求或采取有效的構造措施。

          4、承受均布荷載的周邊支承的雙向矩形板,可采用塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進行承載能力極限狀態的分析與設計。

          5、工業建築采用彈性方法,民用建築采用塑性方法

          6、直接承受動荷載或重複荷載作用的構件、裂縫控製等級為一級或二級的構件、采用無明顯屈服台階鋼筋的構件以及要求安全儲備較高的結構應采用彈性方法。

          7、地下室頂板、屋麵板等有防水要求且荷載較大,考慮裂縫和徐變對構件剛度的影響,建議采用彈性理論計算。

          8、住宅建築,板跨度較小,如采用HRB400級鋼筋,既可采用彈性計算方法也可采用塑性計算方法,計算結果相差不大,通常采用塑性計算。從理論上說,彈性方法與塑性方法計算樓板都沒有問題,但在實際工程中不同的計算方法鋼筋的用量相差約20%。針對不同的工程和樓板實際情況采用不同的結構分析方法,應根據經驗選取塑性或彈性計算結果作為最終的計算配筋。


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