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09YJK無梁樓蓋結構設計 應用說明-2016.6

發布時間:2016-06-03

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無梁樓蓋設計

無梁樓蓋在實際工程中應用很多,但可用于合理配筋設計的軟件很少。

無梁樓蓋設計在YJK現有的建模、上部計算、樓板施工圖三個模塊中就可完成,而且無梁樓蓋的設計可以和其它結構整體建模和分析協同工作,是融入其它結構設計之中的。大致流程是:

在建模中布置無梁樓蓋的虛梁(或暗梁)和柱帽;

在上部結構計算中采用彈性板3或彈性板6模型,彈性板荷載計算方式應選擇有限元方式;結構計算中補充了柱的沖切計算;

在樓板設計中采用樓板有限元計算,并按照柱上板帶、跨中板帶給出計算結果和樓板施工圖設計。

17.1? 在建模中布置虛梁和柱帽

對無梁樓蓋,仍按照普通樓層的建模方式,在全樓中,無梁樓蓋可能只占幾個樓層,或者樓層中的某一部分為無梁樓蓋,其余部分仍為普通樓蓋。

對無梁樓蓋部分主要是輸入虛梁、暗梁以及柱帽,有時還有加腋板。

1. 布置虛梁指示板帶位置

無梁樓蓋沒有梁,柱之間需布置虛梁或者暗梁。這里梁的第一個作用是生成樓板,第二個作用是指定柱上板帶的布置位置,軟件自動生成的柱上板帶就是沿著虛梁或者暗梁布置的。

軟件對虛梁本身不會做設計和配筋,虛梁本身的剛度很小,對整體計算沒什么影響。

2. 布置暗梁

暗梁就是指有一定的寬度、但高度與板厚相同的梁。在無梁樓蓋設計中,暗梁首先可以起到虛梁同樣的作用,即生成房間樓板和確定柱上板帶的布置位置。暗梁按照普通梁方式輸入即可。

《高規》8.2.4板柱-剪力墻結構中,板的構造應符合下列規定:

1 抗震設計時,應在柱上板帶中設置構造暗梁,暗梁寬度取柱寬及兩側各1.5倍板厚之和,暗梁支座上部鋼筋截面積不宜小于柱上板帶鋼筋面積的50%,并應全跨拉通,按梁下部鋼筋應不小于上部鋼筋的1/2。。。。

因此,暗梁的尺寸可按高規的要求輸入。

在上部結構計算時,對無梁樓蓋板應選擇按照彈性板3或者彈性板6計算,這種計算模式將使樓板和梁變形協調,共同承擔荷載,我們輸入的暗梁尺寸適當,其暗梁的配筋結果就基本可用。

暗梁本身有一定的剛度,在樓板施工圖模塊的有限元計算時,考慮到它的剛度和樓板的剛度是重合的,因此軟件自動忽略了暗梁的剛度,以保證計算的準確性。但是在上部結構計算中,如果對無梁樓蓋按照彈性板3或者彈性板6計算,軟件沒有扣除暗梁的剛度,這可能對計算結果造成一定的誤差。

也有用戶按照等代框架梁寬高尺寸的輸入暗梁,等代框架的寬度取垂直于等代框架方向兩側柱距各1/4,梁高取板厚度。但這樣的輸入方式使兩方向梁之間、梁和板之間重疊部分過多,計算誤差較大。

3. 布置柱帽

無梁樓蓋中設置柱帽時,可在建模的樓板布置菜單下布置柱帽:

軟件可布置的柱帽形式有3種:柱帽、柱帽+托板、托板。

《高規》8.1.9條:板柱-剪力墻結構的布置應符合下列規定:

。。。

4 無梁板可根據承載力和變形要求采用無柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。柱托板的長度和厚度應按計算確定,且每方向長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度時宜采用有柱托板,8度時應采用有柱托板,此時托板每方向長度尚不宜小于同方向柱截面寬度和4倍板厚之和。托板總厚度尚不應小于柱縱向鋼筋直徑的16倍。

4. 軟件自動將柱帽處的暗設置成加腋梁

對于用戶輸入的暗梁,建模退出時,軟件自動將和柱帽相連的暗梁設置成加腋梁,為的是考慮柱帽的因素按照加腋梁計算和配筋。加腋的長度尺寸取柱帽或柱帽加托板的長方向和梁交界處,加腋的高度取柱帽+托板+板厚-梁高。

可在建模中看到自動形成的加腋梁,如果柱帽被刪除,加腋梁在退出建模時,會自動刪除梁加腋。

在建模退出時,設置了選項柱帽處自動生成梁加腋,如果用戶不希望設置這種梁的加腋,可對該參數不勾選。

對虛梁不會作加腋設置。

5. 加腋樓板

在建模的樓板布置菜單下設置了板加腋菜單。

4板加腋菜單

用戶輸入板加腋部分的腋高和腋長,然后沿著房間周圍的軸線布置加腋部分,可以只加腋軸線一側,也可以雙側都加。

軟件對加腋板按照變厚度的板有限元法計算,也就是說,在加腋處的計算單元按照該處實際的板厚度取值計算。

17.2? 上部結構計算

無梁樓蓋由板和豎向支撐的柱、墻組成,對這種結構體系只有采用有限元計算才能得到理想的結果,樓板采用殼單元,柱采用桿單元,墻也采用殼單元。

有限元法計算首先可在樓板施工圖模塊進行,這是首選的用的最多的方式,還可以在上部結構計算模塊進行。兩處的計算各有特點,有時可以起到互相補充、校核的作用。

本節介紹的是上部結構計算時,對于無梁樓蓋部分應注意的以下幾點

1. 對無梁樓蓋板設置彈性板6

對無梁樓蓋板應設置成彈性板6或者彈性板3,將計算參數中彈性板的單元尺寸設置為1,并勾選參數梁與彈性板變形協調。

對無梁樓蓋板按照彈性板6計算,這種計算模式將使樓板和梁變形協調,共同承擔荷載。彈性板6是殼元模型,既可考慮板的面內、又可考慮板的面外變形;彈性板3僅能考慮面外剛度,不考慮板的面內變形,其面內剛性板的計算模式有時引起應力集中,相比還是彈性板6效果好。不能選擇彈性膜模型,因為彈性膜僅有面內剛度,沒有面外剛度。

為了保證彈性板與梁變形協調,應勾選參數梁與彈性板變形協調,這樣梁的中間節點和板的中間節點是聯系在一起工作的。但是,如果不勾選這個參數,板只在梁端節點和梁連接,不能發揮出板和梁共同工作的能力。

2. 計算參數的彈性板荷載計算方式應選擇有限元方式

計算參數的彈性板荷載計算方式有兩個選項:平面導荷方式和有限元計算方式。平面導荷方式就是以前的處理方式,作用在各房間樓板上恒活面荷載被導算到了房間周邊的梁或者墻上,在上部結構的考慮彈性板的計算中,彈性板上已經沒有作用豎向荷載,起作用的僅是彈性板的面內剛度和面外剛度,這樣的工作方式不符合樓板實際的工作狀況,因此也得不出彈性樓板本身的配筋計算結果。

有限元方式是在上部結構計算時,恒活面荷載直接作用在彈性樓板上,不被導算到周邊的梁墻上,板上的荷載是通過板的有限元計算才能導算到周邊桿件。這樣的工作方式與第一種方式相比有兩個主要變化:

一是經有限元計算板上荷載不僅傳到周邊梁墻,也同時傳給柱,換句話說梁承受的荷載將減少。特別是平面導荷方式傳給周邊梁墻的荷載只有豎向荷載,沒有彎矩,而有限元計算方式傳給梁墻的不僅有豎向荷載,還有墻的面外彎矩和梁的扭矩,對于邊梁或邊墻這種彎矩和扭矩常是不應忽略的;

二是既使彈性板參與了恒活豎向荷載計算,又參與了風、地震等水平荷載的計算,計算結果可以直接得出彈性板本身的配筋。

有限元方式適用于無梁樓蓋、厚板轉換層等結構,可在上部結構計算結果中同時得出板的配筋,在等值線菜單下查看彈性板的各種內力和配筋結果。注意為了查看等值線結果,在計算參數的結構總體信息中還應勾選生成繪等值線用數據。

3. 與柱帽相連的暗梁按照加腋梁設計

對于用戶輸入的暗梁,為了考慮柱帽的有利因素,軟件自動將和柱帽相連的梁設置成加腋梁,因此在上部結構計算中這些梁是按照加腋梁計算和配筋的。

在這些梁的配筋結果文件中,可以看到加腋的尺寸等信息。

有柱帽時,各層計算結果簡圖中將畫出柱帽。

4. 柱對板的沖切計算

對于和無梁樓蓋相連的柱,或者上邊布置了柱帽的柱,軟件自動補充柱的沖切計算。如果沒有柱帽,軟件判斷無梁樓蓋的標準是柱上所有梁的高度不大于板厚。

柱的沖切計算考慮了上部結構計算中所有的荷載組合,有柱帽時沖切計算包括柱對柱帽、柱帽對板的沖切計算;無柱帽時沖切計算就是柱對板的沖切計算。既有柱帽又有托板時還補充了托板處的沖切計算。

沖切計算時,沖切力為柱頂的軸力減去沖切錐范圍內的板的荷載,砼強度等級取板的強度等級。

對于柱帽沖切計算的人防荷載組合采用人防規范相關公式進行,這樣避免了人防荷載組合下柱帽或托板總計算不過、必須采用過大尺寸的問題。

當沖切計算不夠時給出抗沖切鋼筋。

在柱的計算配筋結果文件中,做了沖切計算的柱將輸出沖切計算的相關內容和結果,它們在每根柱配筋文件的后面部分。柱的沖切計算結果如需要配置箍筋,所輸出的抗沖切箍筋面積為單邊一個箍筋間距的箍筋總面積,箍筋間距同梁。沖切計算配筋,也分別給出柱根、柱帽、托板處的結果。

在計算結果的柱軸壓比菜單下,設置了專門的柱沖切菜單,專門輸出柱的沖切計算結果簡圖,在柱上標注的三個數字分別為柱根、柱帽、托板處的沖切計算結果,為沖切力和抗沖切力的比值,小于1時滿足要求。

17.3 柱上板帶和跨中板帶的基本概念

1、柱上板帶和跨中板帶

一般對無梁樓蓋按照柱上板帶和跨中板帶的方式配筋設計,和普通有梁樓蓋相比,柱上板帶的作用相當于普通梁,只是它的梁寬要大得多、梁高和板厚度相同;跨中板帶的作用相當于普通板,但是由于柱上板帶占據了房間很大的范圍,跨中板帶的范圍比普通板小得多。和普通有梁樓蓋相比,無梁樓蓋的配筋多了柱上板帶的配筋內容。

2、柱上板帶配筋模式

柱上板帶的受力狀態類似于梁,一般它在支座兩邊承受負彎矩,而在跨中承受正彎矩。柱上板帶鋼筋分上下兩層,下層鋼筋的作用類似于梁下部鋼筋的作用,是主要的承受正彎矩的受力鋼筋。上層鋼筋支座兩邊受力最大,布置承受負彎矩的支座鋼筋最多,而在跨中變為正彎矩,因此上層的跨中一般布置通常的構造鋼筋。

柱上板帶的下部鋼筋為支座到支座的貫通鋼筋,上部鋼筋則包含貫通鋼筋和非貫通鋼筋,上部貫通鋼筋多數情況下為構造配置的鋼筋,非貫通鋼筋布置在柱支座的兩邊,因此,柱上板帶的配筋模式也和普通梁類似。

3、跨中板帶配筋模式

跨中板帶的受力狀態類似于普通樓板,它在跨中承受正彎矩,在支座承受負彎矩??缰邪鍘т摻罘稚舷聝蓪?,下層鋼筋的作用類似于普通樓板跨中鋼筋的作用,是主要的承受正彎矩的受力鋼筋。上層鋼筋在板周邊的支座承受負彎矩,將布置承受負彎矩的支座鋼筋,而在跨中變為正彎矩,因此上層的跨中一般布置通常的構造鋼筋。

跨中板帶的下部鋼筋為支座到支座的貫通鋼筋,上部鋼筋則包含貫通鋼筋和非貫通鋼筋,上部貫通鋼筋多數情況下為構造配置的鋼筋,非貫通鋼筋布置在板周邊的支座,因此,跨中板帶的配筋模式也和普通樓板類似。

4、多跨連續表達方式

普通房間的配筋表達一般以房間為單元進行,無梁樓蓋雖然也以房間為單元計算,但是,按照平法標準圖11G101-1的要求,對無梁樓蓋平法施工圖,采用平面注寫的表達方式,平面注寫主要有板帶集中標注、板帶支座原位標注兩部分內容。

這就要求,對柱上板帶、跨中板帶鋼筋采用連續多跨的表達方式。YJK中不僅在施工圖,而且在內力、配筋結果簡圖中,也給出柱上板帶、跨中板帶的連續多跨的表達方式。

17.4無梁樓蓋的樓板配筋設計

無梁樓蓋的樓板配筋設計在樓板施工圖中完成。軟件可對無梁樓蓋按照細分的有限元法計算,并按照柱上板帶和跨中板帶方式給出計算結果和畫施工圖。

1. 定義板帶

樓板施工圖中設置了無梁樓蓋菜單,菜單的第一項是定義板帶。操作是用多邊形圍區定義需要按無梁樓蓋設計的部分,隨后,軟件把框出部分自動劃分出柱上板帶和跨中板帶。

柱上板帶和跨中板帶是靠自動穿串生成的,軟件在用戶劃定的多邊形區域內,沿著柱間布置的虛梁、梁或墻穿串,位于同一直線的形成一個柱上板帶或跨中板帶,每個板帶記錄他的跨數。

板帶定義的過程支持多次操作,不同圍區定義的板帶分別生成各自范圍內的板帶。有時需要把自動生成的一條板帶分成幾段,可以分多次圍區定義這條板帶范圍,以達到板帶分段的目的。

軟件將按照板有限元方式計算無梁樓蓋,而且按照柱上板帶和跨中板帶方式給出內力和配筋。

定義板帶后,軟件在計算簡圖中對柱上板帶按照灰白色的一對平行雙虛線表達,而對跨中板帶按照一條粉色單虛線表達。

如果沒有進行這一步,則軟件將無梁樓蓋仍然按照普通樓板方式設計。普通樓板的計算方式主要分為手冊法和有限元法,有限元法還區分為是否考慮梁的彈性變形。即便對無梁樓蓋按照考慮了梁彈性變形的有限元法計算,但是配筋方式仍保持普通樓板方式,即按照房間的跨中和支座分別畫出鋼筋的方式,不能給出柱上板帶、跨中板帶的配筋方式。

軟件自動生成柱上板帶。自動生成的柱上板帶的寬度可有三種取值方法,一是按照板帶間寬度的1/4,二是按照柱帽的寬度取值,三是對前兩種方式的結果取大。在計算參數中由用戶選擇取值方法:

軟件在下列位置生成柱上板帶

1)沿著梁高不大于樓板厚度的梁;

2)梁高雖然大于板厚,但是梁兩端布置了柱帽的梁;

3)墻上沒有梁,但墻兩端有柱,且柱上布置有柱帽。

軟件對以墻為支座的樓板,或梁高大于板厚的梁處不生成柱上板帶,對于沒有柱上板帶的樓板仍然按照普通樓板的方式計算和配筋。因此,無梁樓蓋的柱上板帶跨中板帶配筋方式和普通樓板的配筋方式可以同時在一層平面上同時設計和繪圖。

應用中最常見的問題就是柱上板帶的寬度不夠,柱上板帶的寬度應可以包住板上負彎矩區域的寬度,特別是應該包住靠近柱支座范圍的負彎矩區域。柱上板帶寬度越小則跨中板帶的寬度越大。正常的跨中板帶主要承受板的正彎矩,因此下部鋼筋計算結果較大,而上部鋼筋一般為構造鋼筋;同樣柱上板帶的中間部位也主要承擔正彎矩和配置下部鋼筋,板帶方向的上部鋼筋也應為構造鋼筋。但是當樓板負彎矩區域大于柱上板帶的寬度時,伸出部分的負彎矩鋼筋的計算結果將決定跨中板帶的上部鋼筋配置,或者柱上板帶頂部貫通鋼筋的配置,從而出現板頂鋼筋配置過多的結果。

柱上板帶寬度不夠的原因一般是因為用戶設置的柱帽尺寸過小,軟件默認是根據柱帽尺寸生成柱上板帶寬度,因此自動生成的寬度過小。此時應人工干預修改柱上板帶的寬度到合適的數值。

2. 按有限元方式計算樓板

對無梁樓蓋應按有限元方式計算樓板,軟件考慮了柱帽影響,即在柱帽處的單元按照柱帽+樓板厚度計算和配筋。布置了樓板加腋時,軟件還考慮加腋厚度的影響。

設置為考慮梁的彈性變形,否則計算不出無梁樓蓋的受力狀態。

當柱之間的梁不是虛梁而是暗梁時,由于梁高與板厚一致形成重疊,為避免造成無梁板計算剛度被放大,板有限元計算時忽略了梁的截面剛度。

計算前必須在計算參數中勾選計算方法采用有限元算法和考慮梁彈性變形。

如果用戶定義了板帶但是沒有勾選這兩個參數,軟件將給出提示并中斷計算。

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軟件隱含的單元尺寸為0.5米,其計算精度已經足夠高。每次計算一整個樓層的所有樓板。

在計算后的計算結果顯示菜單中,用戶可通過等值線方式和顯示各單元內力方式查看有限元計算結果。

3. 分區域給出彎矩配筋

對于無梁樓蓋的計算結果,不再按照普通樓板結果輸出方式,而是按照柱上板帶、跨中板帶的分區輸出,為的就是按照平法標準圖的柱上板帶、跨中板帶方式出圖。

對于計算結果的配筋面積、樓板彎矩,軟件將按照如下的分區輸出?????????????

1柱帽或柱上板帶相交區域,這部分受力最大,標注板上部2個方向的計算結果;

2柱上板帶區域,對每一跨柱上板帶,軟件在扣除柱帽的凈跨范圍內逐段積分,形成沿柱上板帶跨各截面的彎矩,從中挑出最大值,分別標注當前跨的板帶上、板帶下2個值,它們是沿著板帶方向的數值;

3跨中板帶區域,這里標注2個方面的內容

A、跨中板帶中間區域板底部、板頂部結果,這是從周邊扣除柱上板帶以后剩余的區域,給出沿板帶方向的板帶上、板帶下2個數值;

B、跨中板帶支座區域,這是垂直于柱上板帶方向的板頂的結果,其計算區域是柱上板帶在兩個柱帽或柱上板帶相交區域之間的部分,標注方式與普通樓板的支座鋼筋相同。

注意板配筋結果表示的是每米的計算鋼筋。

4.樓板彎矩的積分過程

計算柱上板帶、跨中板帶、柱帽的彎矩時,軟件沿著柱上板帶、跨中板帶、柱帽的跨度給出多個截面的彎矩,在板帶或柱帽的每一個橫截面上存在多個樓板有限元單元的計算結果,對于每一個截面的彎矩,軟件將在橫截面上進行積分,得出該橫截面處的板帶或柱帽的彎矩。

可以看出,對板帶或柱帽橫截面的彎矩,相比采用從各個有限元單元選大取值的方法,積分計算得出的板帶或柱帽彎矩要小,要更加合理。

5、對無梁樓蓋計算輸出板帶積分計算結果

無梁樓蓋計算完后,在右側計算結果菜單設置板帶積分計算結果菜單,可輸出柱上板帶、跨中板帶連續各跨的彎矩、配筋計算結果簡圖。

同樣,在無梁樓蓋計算書輸出連續各跨的單工況內力。

6. 操作步驟

分為3步:

1)執行無梁樓蓋菜單的第一項,定義板帶;

2)執行計算菜單進行樓板有限元計算,之前需將計算參數調整好;

3)查看計算結果。

17.5無梁樓蓋板施工圖

按照平法標準圖的柱上板帶、跨中板帶方式出圖

分為3個區域配筋:

1、柱上板帶,沿各跨貫通連續配筋,雙層,如果按各跨最大值配筋則在第一跨標注。操作無梁樓蓋菜單下的子菜單標注板帶即可標注出柱上板帶。

如果前面生成了跨中板帶,用板帶標注菜單可把跨中板帶和柱上板帶同時標出。

? 2、柱帽或柱上板帶相交處,根據減去柱上板帶的剩余部分計算面積配置,鋼筋長度為柱上板帶寬度。這部分鋼筋也可稱為柱上板帶的非貫通筋。操作無梁樓蓋菜單下的子菜單標注柱帽即可標注柱帽處的鋼筋。

3、跨中板帶,這部分包括2種鋼筋

1)扣除柱上板帶的剩余部分

該部分設置了兩種畫法:

第一種畫法是對跨中板帶也按照平法標準圖的板帶方式出圖,在無梁樓蓋參數中設置跨中板帶相關參數:根據柱上板帶自動生成跨中板帶,如果勾選,軟件將在柱上板帶平行的方向上同時生成跨中板帶。操作標注板帶菜單時同時也標注了跨中板帶。

第二種畫法是用集中標注方式畫圖和修改,如果不勾選如上參數,軟件沒有生成跨中板帶時的畫法,它普通房間板畫鋼筋方式相同。因此操作的菜單就是集中標注的系列菜單;

2)在柱上板帶垂直布置的非貫通鋼筋,用原位標注方式畫圖和修改,和普通房間畫圖的支座負筋類似,操作的菜單就是原位標注系列菜單。

17.6 各跨板帶選筋方案

板帶由連續的多跨組成,配置了貫通鋼筋和非貫通鋼筋,對于貫通鋼筋部分,用戶可以通過控制參數,既可以設置成各跨配筋相同,也可以設置成各跨不同。如果設置成各跨配筋相同,則軟件從所有各跨中選擇最大計算值進行配筋,并在其第一跨集中標注,這種情況下配筋量較多。如果設置成各跨不同,軟件根據各跨配筋計算值分別配置不同的鋼筋,并在各跨分別標注。

1、板帶貫通鋼筋面積

板帶貫通鋼筋的設置,主要取決于以下兩個參數:

1)????? 指定貫通筋最小配筋率:板帶中間部位的頂部,計算彎矩很小或者為0,但由于無梁樓蓋一般較厚,需要考慮一定的構造鋼筋,此部分構造鋼筋的設置,可以按此參數設置。

2)????? 貫通筋比例(0~1:最小值~最大值):該參數控制貫通筋的具體大小。填1時,貫通鋼筋取各跨最大計算值配置,各跨配筋相同。填0~1時,同一板帶,各跨的計算配筋將各不相同;填0時,各跨最小值也能成為一種級配;越接近0,各跨貫通筋的配置可能差距越大。

2、板帶實配鋼筋的選取

當設置成貫通鋼筋各跨不同時,板帶實配鋼筋的選取,有三個選項:程序內定、隔一間一、間距同貫通筋。

程序內定:選筋原則是從級配庫中選取面積與計算面積最為接近的鋼筋,此時各跨的直徑和間距都可能不同,但每跨限于一種直徑。

隔一間一:在程序內定方式的基礎上,每跨允許選擇兩種直徑,并隔一間一布置。因此,這種選筋方式可能比程序內定方式鋼筋用量更少。

間距同貫通筋:貫通鋼筋在各跨間距相同,直徑可能不同。在每跨中,也可能選取2種直徑。

17.7 板帶取整體模型下彈性板的配筋結果

上部結構計算給出了彈性板的計算結果,如果計算時考慮了板的協同作用定義了彈性板6,且彈性板導荷方式選用有限元方式,此計算結果就可以代表無梁樓蓋的柱上板帶以及跨中板帶的配筋結果。由于上部結構計算中不僅考慮恒活豎向荷載,還考慮了風、地震等水平荷載工況或者溫度荷載和組合,因此整體模型下彈性板的計算結果更全面。

為此,YJK在樓板施工圖的無梁樓蓋有限元計算中設置了參數,可直接讀取上部結構計算中彈性板各單元配筋結果來進行無梁樓蓋的配筋設計。

圖示為樓板的計算參數下的無梁樓蓋參數中,板帶配筋取整體計算結果的選項。勾選取整體計算結果后,軟件將讀取上部結構計算結果中柱上板帶、跨中板帶對應位置的計算結果。

在柱上板帶配筋取整體計算結果后,柱上板帶的配筋即可代表暗梁的配筋,因此,不必再在梁的施工圖菜單下單獨畫暗梁的配筋圖。

在無梁樓蓋施工圖的說明部分增加了一條:沿柱上板帶中心位置設置暗梁,暗梁寬度為柱寬兩側各加1.5倍板厚,暗梁上部鋼筋取柱上板帶的50%,暗梁下部鋼筋為其上部鋼筋的1/2,且設置矩形箍筋。如果整體計算時柱上板帶位置已經布置有暗梁,則可參考其箍筋結果。這條的做法就是為了滿足《高規》8.2.4的相關要求。

17.8樓板平面中的柱帽配筋詳圖

對于柱帽詳圖分二種方式。一是平法標注(執行下拉菜單無梁樓蓋”->“柱帽編號,即在平面模板圖上按平法圖集11G101-1相關規則標注柱帽的形狀、幾何尺寸及配筋。二是剖面標注(執行下拉菜單無梁樓蓋”->“柱帽剖面,以柱帽立剖面形式表示柱帽的形狀、幾何尺寸及配筋。

需要說明的是在上部結構整體分析時柱帽同時也做了沖切驗算,沖切驗算不滿足時,程序會自動計算出所需要的沖切箍筋面積,此種沖切箍筋也可以在柱帽剖面圖中得到體現。

柱帽剖面所需要其它構造鋼筋,如斜豎向縱筋、水平箍筋、托板縱筋等則需要在樓板計算參數的相關參數中指定,如下圖所示。

17.9柱帽編號菜單給出柱帽布置圖

在柱帽布置圖上,軟件自動對柱帽歸并編號、區分邊柱柱帽、角部柱帽、中柱柱帽,還給出柱帽表。

17.10加腋樓板設計

1加腋板的布置

在建模的樓板布置菜單下設置了板加腋菜單。

腋長是從梁邊開始的長度,腋高是比板厚增加的高度。

2加腋板的有限元計算

和無梁樓蓋板一樣,上部結構計算時對加腋板應設置為彈性板3或彈性板6等,軟件對加腋板在單元劃分時各單元取用不同厚度,按照變厚度板進行有限元計算。

在樓板施工圖下也是按照各單元厚度不同的變厚度板進行有限元計算和配筋。

3加腋板的配筋和施工圖

加腋板的配筋計算,是按照各有限元節點處的內力,節點處相應的厚度進行配筋。同一支座區域(長度限支座長度,寬度限加腋長度)內,配筋面積取各有限元節點的較大值。加腋板跨中區域與普通平板相同。

加腋板的施工圖中畫法與普通平板基本相同,不同之處在于加腋板按平法圖集11G101-1相關規則標注加腋尺寸,如下圖所示。

4加腋板的撓度和裂縫計算

加腋板的裂縫計算,是按照各有限元節點處的內力,節點處相應的厚度及實配鋼筋計算的。查看加腋板各節點處的裂縫需執行下拉菜單無梁樓蓋”->“X向裂縫“Y向裂縫。如查看X向裂縫,則程序過濾掉與X向平行的支座范圍不顯示,僅顯示與X向斜交的支座相關范圍節點。反之,如查看Y向裂縫,則程序過濾掉與Y向平行的支座范圍不顯示,僅顯示與Y向斜交的支座相關范圍節點。

加腋板的撓度計算是取有限元計算后板跨中的內力、跨中的實配鋼筋,以及對整塊加腋板板厚做等效后,近似按平板驗算的。此撓度驗算結果可做該塊加腋板撓度的參考值。

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17.11常見問題

1、計算簡圖中所標出的柱上板帶的計算結果(彎矩和計算面積),是每跨自己的,還是連續各跨中的最大值?

計算簡圖中柱上板帶各跨所標注的計算結果,各跨表示各自的計算結果。每跨的計算結果是本跨的凈跨部分(即扣除柱帽部分或者垂直方向柱上板帶寬度)各單元的最大值。

2、計算簡圖中所標出的柱帽計算結果(彎矩和計算面積),是柱帽范圍內所有節點的最大值嗎?

計算簡圖中柱帽所標注的計算結果,是柱帽范圍內(或柱上板帶寬度范圍內),扣除距離柱節點一定范圍后所有單元節點中的較大值。在柱節點附近出現應力集中現象,應忽略距離柱節點較近單元的異常結果。

忽略應力集中的范圍,在樓板計算參數中可交互設置,程序默認為1米。

3、計算簡圖中所標出與支座平行的計算結果(彎矩和計算面積),具體含義是什么?

計算簡圖中所標注的計算結果,除柱上板帶的計算結果外,在每一跨的中部同時還有一個與支座平行的文字(如下圖),其表示板頂部與此支座(板帶)垂直方向跨中板帶支座區域的計算結果,標注方式與普通樓板的支座鋼筋相同。該值決定跨中板帶的非貫通鋼筋的選筋配置。

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4、計算簡圖中所標出與支座平行的計算結果(彎矩和計算面積),是柱上板帶扣除柱帽范圍后所有節點的最大值嗎?

計算簡圖中所標注的計算結果,除柱上板帶的計算結果外,在每一跨的中部同時還有一個與支座平行的文字,其表示板頂部與此支座(板帶)垂直方向的計算結果。

該計算結果程序默認是取柱上板帶扣除柱帽范圍后所有節點的最大值。但在柱帽邊緣附近,相鄰單元厚度相差較大,也會造成局部的應力集中現象,因此應忽略距離柱帽邊較近單元的異常結果。

忽略此應力集中的范圍,在樓板計算參數中可交互設置,程序默認為0米。

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5、柱上板帶的計算結果當邊支座為墻時,邊跨的計算結果較其它跨大許多,為什么?

無梁樓蓋的邊支座為外墻時,如果墻端節點沒有布置柱帽,那么該邊跨的計算結果相對其它跨就會大一些。原因是對于邊跨僅在其內側布置了柱帽,靠墻的外側沒有柱帽,該跨板帶只能扣除內側一端柱帽范圍,外端墻節點由于沒有布置柱帽,程序取用的是靠近梁端的彎矩和配筋,梁端彎矩配筋要比柱帽邊大得多,因此該跨計算結果就會偏大。

可采用在墻端節點布置柱帽或墻上布置暗梁,形成有效的柱帽范圍來解決。

6、同軸線上連續的柱上板帶,如何實現分段配筋?

如果同軸線上連續的板跨,需要分段按不同的板帶配筋,就需要在定義板帶時,分不同的圍區選擇分次選擇。不同的選擇范圍,僅生成本次選擇圍區內的柱上板帶。不同批次的選擇范圍,互不影響。

7、計算簡圖中標注柱帽的計算結果中,用“/”分隔的兩個數值各表示什么方向?

柱帽的計算結果(彎矩、計算面積)為了表示簡單,將兩個方向的結果,用一個字符串來表示,中間用“/”分隔。“/”前面的數值表示,沿文字方向的結果,“/”后面的數值表示與文字方向垂直方向的結果。

8、標注柱帽鋼筋后,鋼筋超出柱帽范圍一定長度,這個長度是多少?

考慮到柱帽鋼筋在板內需要有一個錨固,因此柱帽鋼筋在施工圖中每端超出柱帽范圍20d。

9、無梁樓蓋的跨中板帶,板頂部為什么總有計算鋼筋?

無梁樓蓋的跨中板帶,板頂部鋼筋程序默認是按計算配筋面積以及按最小配筋率確定構造鋼筋面積的較大值確定。當跨中板帶頂部出現計算鋼筋時,說明板負彎矩的配筋區域伸出了柱上板帶的范圍而進入了跨中板帶的范圍。

如果想要控制板帶頂部貫通鋼筋的構造,可選取相應參數。

10、柱上板帶的縱向鋼筋,是如何計算的?

柱上板帶頂部縱筋、底部縱筋分別取該柱上板帶各跨頂部、底部縱筋的最大值。在確定計算配筋時,根據選項貫通筋考慮受壓鋼筋作用的狀態,決定是否按雙筋截面計算。當選中該項時,計算受拉鋼筋面積時,會考慮受壓區按構造配置有受壓鋼筋。

11、整體結構計算的彈性樓板結果與樓板施工圖中計算結果,相差較大,為什么?

i、整體結構計算彈性樓板的計算模型與樓板施工圖中的計算模型不同。

整體計算時,是全樓模型,所有的構件都參與計算,同時荷載工況全面,包括了水平荷載及溫度荷載等。

樓板施工圖中的計算模型,程序默認僅是樓板模型,不包含其它構件,如柱、墻等豎向構件,荷載工況只包括恒載、活載、人防三種工況。

如果需要在樓板施工圖中,也考慮本層的豎向構件剛度,可以選擇相應的參數項。

ii、暗梁處理方式不同。

如果柱上板帶位置是按暗梁方式建模,則在整體結構計算時,不僅包含了彈性板的剛度,同時也包含了暗梁的剛度。而在樓板計算模型中,則忽略了暗梁剛度,只保留彈性板的剛度。

柱上板帶位置按虛梁方式建模,整體結構計算與樓板計算均忽略虛梁的剛度,兩者在相同工況下的計算結果接近。

12、局部為無梁樓蓋,其余部分為普通梁板結構,在普通梁板與無梁樓蓋相接處,怎樣做到普通梁板一側為鉸接?

在有無梁樓蓋的樓層,樓板計算必須采用有限元方法以及考慮梁的彈性變形??紤]梁的彈性變形后,梁板之間默認是按真實的剛度和約束條件計算,沒有讀取用戶設置的樓板邊界條件。如果需要在普通梁板與無梁樓蓋相接處按鉸接考慮,可以通過修改邊界條件的方法,并同時勾選如下參數考慮用戶設置的邊界條件解決。

13、柱上板帶的寬度較小時容易導致板頂的鋼筋配置過多?

柱上板帶的寬度應確實滿足間樓板負彎矩配筋區域的大小。柱上板帶寬度越小則跨中板帶的寬度越大。正常的跨中板帶主要承受板的正彎矩,因此下部鋼筋計算結果較大,而上部鋼筋一般為構造鋼筋;同樣柱上板帶的中間部位也主要承擔正彎矩和配置下部鋼筋,上部鋼筋也應為構造鋼筋。但是當樓板負彎矩區域大于柱上板帶的寬度時,伸出部分的負彎矩鋼筋的計算結果將決定跨中板帶的上部鋼筋配置,或者柱上板帶頂部貫通鋼筋的配置,從而出現板頂鋼筋配置過多的結果。

軟件自動設定的柱上板帶寬度由樓板配筋參數決定,隱含為按照柱帽的寬度確定柱上板帶的寬度,常見用戶設置的柱帽尺寸過小,造成柱上板帶的寬度很小,這種情況下就常出現房間中部的樓板頂部鋼筋配置過多的現象。

此時可在樓板配筋參數中選擇按樓板跨度的1/4確定柱上板帶的寬度,或人工修改柱上板帶的寬度。

14、為什么板帶內力取積分結果時,圖形顯示柱上板帶彎矩與柱帽彎矩不連續?

無梁樓蓋計算后,在右側計算結果菜單設置有板帶積分計算結果菜單,可輸出柱上板帶、跨中板帶連續各跨的彎矩、配筋計算結果簡圖。

當計算參數忽略距離柱帽邊mm范圍內單元計算結果0時,默認值一般為400mm,此時柱帽與柱上板帶之間的內力就會出現不連續。當將該參數置為0時,則柱帽與柱上板帶之間的內力就會連續。

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