预埋管线对施工阶段框架梁内力及挠度的影响.pdf

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1、2014年第1期·183·第40卷总第177期SichuanBuildingMaterials2014年2月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.01.082预埋管线对施工阶段框架梁内力及挠度的影响123丛慧敏,王智慧,陈恒大(1．重庆市万州区建设工程质量监督站,重庆404199;2．内蒙古赤峰农牧学校建筑工程系,内蒙古赤峰024000;3.长安大学公路学院,陕西西安710064)摘要:本文论述预埋管线对施工阶段的框架梁内力2计算模型及挠度的影响。通过论述不同边界

2、条件和不同预埋管线位置,探讨梁截面拉压应力及挠度的变化,提出3条保证合现取长3000mm,高400mm,宽200mm的框架梁,理工程质量的施工建议。梁顶布置2根HRB400级Φ14mm、梁底布置2根HRB400关键词:框架梁;预埋管线;有限元;边界条件级Φ18mm的通长纵筋,以间距150mm布置HRB400级Φ中图分类号:TU375．4文献标志码:B8mm箍筋。根据梁端钢筋锚固长度,建立计算模型为简支文章编号:1672-4011(2014)01-0183-02梁或者端面全约束梁,同时施加自重。再根据预埋管

3、线的位置不同、数量不同建立多个计算模型,分析不同情况的0前言内力,见图2~3。随着社会的发展,无论是商业高层建筑或是住宅高层1NSYS1NSYS建筑中的电线、网线、水管等预埋管线数量都在逐渐增加,ELEMENTSDEC252013ELEMENTSDEC25201311:42:0412:09:33如图1。在JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中,6．3．7条规定:“框架梁上开洞时,洞口位置宜位于1/3区段,洞口高度不应大于梁高的40%;开洞较大时应进行承载力验算。梁上洞口周边应配置附加纵向钢筋和

4、箍筋,并应符合计算及构造要求”。《混凝土构造手册(第四版)》中,units:mmandNunits:mmandN关于开孔梁的构造规定:“孔洞位置尽可能布置在剪力较小图2预埋1根管线梁的模型图图3预埋7根管线梁的模型图的l/3区域内,必要时可设置在梁端l/3区域内”。2．1边界条件不同时梁的内力分析在高层建筑中,梁的连接方式取决于锚固钢筋的长度。根据不同的锚固长度将构件可以简化为简支梁或者梁端面全约束梁。两种约束形式挠度、内力各不相同。在无预埋管道条件下,拉压应力绝对值相等。如图4~5所示。图1预埋线管穿过

5、梁图图4约束不同时的挠度图5梁截面上部压应力1分析过程通过图4~5可以看出,当约束条件不同时,挠度和截当混凝土梁处于线弹性阶段时,无预埋管线的混凝土面应力虽未超过规定限值,但差异均很大。因此,在实际梁基本符合材料连续性假定,其截面应力可根据材料力学施工过程中应按照图纸施工,保证框架梁足够的锚固长度,计算。但当梁中预埋管线时,混凝土梁不再满足材料连续可以避免产生过大的挠度和应力。性假设,截面应力不能再根据材料力学计算。考虑到梁中2．2边界条件及预埋管线数量相同时预埋管线位置不同的预埋管线对梁截面的强度有削弱

6、作用,故用有限元法对预内力分析埋管线梁进行分析。当边界条件、预埋管线数量相同时,预埋管线的位置会对截面拉压应力产生影响。计算模型令h/h≤0．3、d/hc0≤0．4(式中h为预埋管线中心距梁顶高度;d为预埋管线作者简介:丛慧敏(1983-),男,主要从事工程建设质量管理工作。c0直径),则取h=140mm;d=70mm,预埋管线位置由距梁c0·184·2014年第1期2014年2月SichuanBuildingMaterials第40卷总第177期端675mm开始向跨中每次移动150mm直至1

7、425mm,计端或跨中L/3区域内,并保证其高度位置h/h≤0．3,管线c算675、825、975、1125、1275、1425mm截面内力。直径满足d/h≤0．4。02．3按实际施工情况预埋管线时梁的内力分析当按照实际施工情况,预埋7根线管时,分析跨中挠度及各截面应力情况。在满足h/h≤0．3、d/h≤0．4时,c0梁中截面顶的压应力是单孔在该位置预埋管线时的极值,图10;拉应力也是单孔在该位置预埋管线时的拉应力值,图11;而挠度维持在0．01mm不变。图6简支梁截面顶压应力图7简支梁截面底拉应力当边界

8、采用简支约束时,梁顶压应力会在预埋管线位置出现极值,见图6。预埋管线位于675mm时,梁顶压应力由0．267MPa增大至0．311MPa,增大16%,相邻825mm截面压应力由0．301MPa增大至0．312MPa,增大3%,而其余各截面基本不变。梁底会由于预埋管线的影响而导图10梁截面顶压应力图11梁截面底拉应力致拉应力减小,但总体数值变化不大,见图7。由此可见,当按照规范构造要求布置预埋管线时,只当边界条件采用全约束时,梁