pkpm软件在边支承现浇空心板结构设计中的应用实例

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1、PKPM软件在边支承现浇空心板结构设计中的应用实例高红张爱彬李蕊昆明官房建筑设计有限公司PKPM软件在边支承现浇空心板结构设计中的应用实例高红张爱彬李蕊（昆明官房建筑设计有限公司云南昆明650233）【摘要】本文以某中学教学楼工程为例，对有边支承现浇混凝土空心楼板（薄壁管）结构的计算、分析和设计方法进行了探讨，论述了边支承混凝土空心楼板的设计原理、刚度计算等方面的问题，叙述了边支承现浇混凝土空心楼板结构在PKPM软件中建模与计算的实现方法。【关键词】边支承筒芯刚度PKPM分析建模计算现浇混凝土空心楼板是近几年发展应用不断扩大的一种混凝土结构类型。它适应大空间、大跨度柱网的住宅和公共建筑的要求

2、，具有自重轻、地震作用小、刚度大、整体性能好、施工方便等优点。与普通现浇钢筋混凝土实心楼板相比，在实现相同的建筑使用空间的情况下，具有节省材料、使用功能优良、空间开阔美观、综合经济效益高等特点。现浇混凝土空心楼板利用传统预制空心楼板的概念，将玻璃纤维水泥薄壁空心内模（筒芯、箱体）埋入混凝土板中，按一定方向排列，现场浇注成型，使原实心板变成空心板。为合理使用此空心楼板结构体系，必须从设计计算模型的选取着手，分析结构的承载能力和正常使用状态，合理的进行结构设计，以确保其正常工作。本文以某中学教学楼工程为例，对有边支承现浇混凝土空心楼板（薄壁管）结构的计算分析和设计方法进行了探讨，论述了其在PKP

3、M软件中的实现方法。一、工程概况本工程为昆明市某中学教学楼，采用框架结构。标准教室为8.4mx9.9m，采用GBF薄壁管现浇混凝土空心楼板，因每个教室均有墙体隔开，故保留框架梁，只在板部分采用空心板。空心板板厚300mm，框架梁截面为350mmx700mm。二、边支承空心楼板的内力分析与建模该工程为框架结构，标准教室的楼板四周均支承在框架梁上。现浇空心楼板根据板结构的内力分析和构造措施分为边支承空心板和柱支承空心板。该工程空心楼板属于边支承空心板进行结构分析（1）边支承空心楼板的内力分析当楼盖内区格板有墙支承或板的周边现浇框架梁竖向变形较小时，该区格板按竖向刚性支承考虑，计算中可忽略周边支承

4、的变形，根据相邻区格板的荷载差异和支承对板的约束程度，区格板可按嵌固支承、简支支承或介于两者之间的弹性支承考虑。当区格板的周边现浇框架梁在荷载作用下的竖向变形较小时，楼板内力按周边竖向柔性支承与按周边刚性支承的结果差异不大，为简化计算，也可近似按竖向刚性支承板考虑。[现浇混凝土空心楼盖结构技术规程CECS175：2004中国计划出版社]理论分析和试验研究均表明，空心楼板顺筒、横筒两个方向的弹性刚度相差不超多10%，可忽略楼板的各向异性，取与普通实心楼盖相同的内力分析方法。[现浇混凝土空心楼盖结构技术规程CECS175：2004中国计划出版社]本工程采用的薄壁管直径为200mm，管长为1900

5、mm，薄壁管筒芯沿板短跨方向布置，顺管肋宽和横管肋宽均为60mm，板断面的面积空心率为40.28%，折算为实心板厚度为179mm，板配筋构造大样如下（图一）顺筒方向楼板的截面抗弯刚度：横筒方向楼板的截面抗弯刚度：横筒方向与顺筒方向楼板的截面抗弯刚度比：公式中：、为轴（顺筒方向）空心、实心截面刚度；、为轴（横筒方向）空心、实心截面刚度；、为、轴加权截面线刚度；为混凝土弹性模量；为两空心管间肋宽；为两空心管圆心间距；为空心板截面高度；为空心管直径；为每根空心管长；为两根空心管端横肋宽；、为、轴方向空心板跨度。以上公式均以mm为单位计算。[张洪学张云龙白成祥边支承现浇空心板设计计算与软件实现建筑结

6、构，2006，36(3)]经计算：该工程空心楼板顺筒、横筒两个方向的弹性刚度相差5.5％，依据现行规程CECS175：2004，可取与普通实心楼盖相同的内力分析方法。（1）边支承空心楼板在PKPM软件中建模与计算设计空心楼板时，板厚一般取该板短边方向跨度L的1/25~1/35左右。依据弹性薄板小挠度理论，当板的厚度与板面的最小特征尺寸之比在1/80～1/5范围内时，称为薄板[弹性力学吴家龙高等教育出版社]。薄板的弯矩与绝对刚度无关，可以运用PKPM软件进行计算。也就是说，在相同的荷载作用下，取不同的板厚进行分析计算，求得板的弯矩值基本相同。因此现浇混凝土空心楼板弯矩值计算仍可以用一般现浇混凝

7、土双向楼板的计算方法、《建筑结构静力计算手册》中的计算表格或现有计算程序进行双向板的内力计算。在运用PKPM软件进行计算时，板的厚度按空心板的厚度（t=300mm）输入，但不能采用程序自动计算板重，将实心板按折算厚度（t=179mm）计算出板的实际自重作为恒载输入。其他输入与普通现浇钢筋混凝土实心楼板的框架结构相同。一、结构设计与计算对于一般的现浇空心楼板结构来说，其设计计算主要分为两块：结构整体的计算分析和