加腋大板的计算分析与设计

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1、第4卷　第19期建筑设计2014年7月CONSTRUCTION加腋大板的计算分析与设计黄书彪香港华艺设计顾问有限公司　广东深圳　418031摘　要：本文通过不同软件对加腋大板进行详细的计算分析对比，提出计算分析应该注意的事项，分析结构的受力特点；通过对加腋大板进行设计，统计用钢量与混凝土量对加腋板结构的经济性进行研究。关键词：加腋板；地下室顶板；加腋；大板中图分类号：TU364文献标识码：A1　加腋大板结构概述为1米，弹性板荷载计算方式采用有限元计算。梁与弹性板变近年来，越来越多的地下室顶板采用了加腋大板的结构形形协调，弹性板

2、与梁共同作用时，考虑梁向下相对偏移，如图式。由于地下室顶板覆土比较重，而且跨度一般在8米以上，2所示，板和梁之间设置一个竖向的偏心刚域，该偏心刚域的地下室顶板经常作为地上结构的嵌固层，《高规》3.6.3条规定长度就是梁的中和轴和板中和轴的实际距离，因为考虑了板的作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结共同作用，梁的刚度系数就不需要放大，而是取梁自身的刚度构，且楼板厚度不宜小于180mm，再加上地下室柱的分布比较就可以。规则，因此加腋大板就成为结构设计师最好的选择。加腋大板本质上是梁板结构，如图所示，由于板的厚度比较

3、大，且板在与梁交接的负弯矩段加腋，这样的设计使得板弯矩最大的地方厚度最大，配筋能减小。从结构受力概念上来分析，加腋大板属于双向拱的拱壳空间结构，其优异的空间传力性能能有效减小板中的弯矩。图2　模型里的梁板关系Abaqus模型里梁柱单元均采用线单元B31，板单元采用壳单元S4R，梁与板的网格划分尺寸与盈建科相同，梁与板的关系考虑偏心作用，同盈建科的梁板模型。在Abaqus模型里面人为考虑了不同厚度板单元的偏心不同，如图3所示。图3　Abaqus模型里面的梁板关系提取如图1中所标注的梁与板几个截面的内力进行对比，需要说明的是板的弯

4、矩为Mxx，轴力为主轴双方向，所取的值图1　加腋梁板示意图为板单元中心值。2　加腋大板计算要点表1　盈建科与Abaqus内力对比由于加腋板的厚度高，板对梁的影响比一般的梁板结构　　　　软　件盈建科Abaqus大，在计算的时候宜考虑梁与板的共同作用。在导荷方式上，位　置　　　　弯矩kN.m轴力kN弯矩kN.m轴力kN不宜采用传统的梯形导荷方式，而应采用有限元导荷。板的内梁A（跨中）336880（拉）334858（拉）力计算不能独立于梁，需要考虑梁的竖向变形对板边界的影梁B（端部）-6261068（压）-433771（压）响。板A

5、4038（压）38142（压）3　计算分析与对比板B-1021（压）-8613（压）3.1计算模型板C53286（压）6173（压）本文采用一常见的地下室顶板实例，取5X5的8.1米标准板D-142391（拉）-143290（拉）22跨，地面覆土恒载24kN/m，活荷载4kN/m，混凝土材料容重注：板的弯矩与轴力为单位长度上的值3取26kN/m，混凝土等级均为C30。主梁截面500X900，柱截面3.2梁的计算结果分析600X600，加腋板非加腋区板厚250mm，加腋区厚度500mm，从表1中梁的数据可以看出，在跨中截面梁A处

6、，梁截面加腋长度距梁边1.5米。计算设计软件采用盈建科1.5.2.2版，是拉弯受力，在端部梁B截面处，梁截面是压弯受力，如图4并且用Abaqus有限元软件复核内力。所示。跨中截面的计算结果两个软件相近，而端部截面的数值利用盈建科软件里面的板加腋模块，可以快速建立加腋板盈建科偏大。因此在设计中，梁的设计还要考虑轴力对配筋的模型。楼板按弹性板6参与整体计算，板元细分最大控制长度影响。建筑设计第4卷　第19期CONSTRUCTION2014年7月图4　梁的轴力3.3板的计算结果分析从表1中板的数据可以看出，板在A、B、C点都是压弯受

7、力，只有在靠近柱的地方是拉弯受力。两个软件的计算结果在弯矩数值上比较接近，而平面内的轴力有所差别。板的轴力分布如图5所示，板跨中区域双向受压，而在靠近柱附近区域则变成双向受拉。板的弯矩分布以Mxx为例，如图6所示，板的负弯　　图7　盈建科设计配筋　　 　图8　SLABCAD设计配筋矩在梁跨中区域比梁端部区域相对要小。　　 图4　板的轴力分布　　　   图4　板的弯矩分布（Mxx）图9　PMCAD设计配筋4　加腋大板的设计要点通过对比盈建科与PKPM的配筋可以发现，在梁端部盈建梁存在受拉与受压，因此在梁配筋的时候要考虑轴力对配科

8、的梁配筋明显小很多，但在梁的周边范围板配筋要大一些，筋的影响。由于采用了弹性楼板的整体计算模型，荷载不再是而梁跨中部位的底筋也是小很多。具体统计的用钢量与混凝土全部都导到梁上，以及考虑了楼板的共同作用，因此梁的弯矩用量详表2。从表中可以看出，盈建科的计算结果混凝土用量比常规计