【摘要】本文利用YJK和MIDAS兩款結構計算軟件對加腋大板樓蓋進行對比分析,驗證YJK計算加腋大板樓蓋的可靠性,為類似工程項目設計提供參考。
【關鍵詞】加腋大板;結構設計;計算方法
1、工程概況
本文以40.50mx40.50m的單層地下車庫為例,結構形式采用框架結構。柱網(wǎng)為8.10mx8.10m,柱截面600mmx600mm,框架梁截面450mmx900mm,樓板厚度250mm,樓板端部加腋200mm,加腋長度1200mm。梁、板、混凝土等級均為C35,HRB400級鋼筋。荷載布置情況如下:
(1)荷載工況一:附加恒載27 kN/m2(地下室頂板考慮1.5m覆土),活荷載活荷載5.0kN/m2。
(2)荷載工況二:附加恒載27 kN/m2(地下室頂板考慮1.5m覆土),活荷載活荷載5.0kN/m2+消防車荷載20kN/m2。
2、計算方法對比分析
YJK和PKPM這兩款軟件是國內(nèi)主流的結構設計軟件,本文利用這兩款軟件采用四種不同的計算參數(shù)對加腋大板樓蓋進行對比分析。具體計算參數(shù)如下:
方案一:利用YJK進行計算,樓板采用剛性板,梁剛度放大系數(shù)按規(guī)范取值。
方案二:利用YJK進行計算,樓板采用彈性板6,考慮梁板協(xié)調(diào)變形,不考慮彈性板與梁協(xié)調(diào)時考慮梁向下相對偏移,梁剛度放大系數(shù)取1。
方案三:利用YJK進行計算,樓板采用彈性板6,考慮梁板協(xié)調(diào)變形,考慮彈性板與梁協(xié)調(diào)時考慮梁向下相對偏移,梁剛度放大系數(shù)取1。
方案四:利用PKPM進行計算,樓板采用彈性板6,考慮梁板協(xié)調(diào)變形,梁剛度放大系數(shù)取1。
選取最中間的結構單元進行分析,框架梁配筋詳細對比分析結果詳表1。
從表1可以得出方案二和方案四的計算結果完全一致;方案二的配筋結果約為方案一的0.60倍;方案三的支座配筋約為方案一的0.50倍;跨中鋼筋約為方案一的0.65倍。加腋大板樓蓋在框架梁位置處的板厚較厚,整個樓板面外剛度大,考慮梁板共同作用更符合實際受力情況,可以節(jié)約一部分鋼筋。
3、YJK與MIDAS? GEN計算加腋大板對比
對了進步一驗證YJK計算結果的準確性,采用MIDAS? GEN進行對比分析。荷載取值為荷載工況一,計算參數(shù)為方案二。
3.1位移比較
對比以上分析結果,恒載和活載作用下,YJK和MIDAS的位移計算結果一致。
3.2框架梁彎矩對比
恒載作用下,MIDAS GEN計算出來的框架梁支座彎矩和跨中彎矩均與YJK基本一致,差異在2%左右?;钶d作用下,MIDAS GEN計算出來的框架梁支座彎矩和跨中彎矩均與YJK基本一致,差異在1%左右。
綜合以上分析,框架梁的彎矩圖YJK和MIDAS基本一致,結果可靠。
3.3樓板應力對比
對比MIDAS 和YJK的計算結果,樓板應力基本一致,相對誤差在5%以內(nèi),結果可靠。
4、樓板配筋對比分析
對比以上結果,板底鋼筋:方案二比方案三大約5%;方案二比板施工圖模塊大約12%。板面鋼筋:方案二比方案三小約10%;柱周邊2m范圍方案二比施工圖模塊大約42%,其他部位方案二比施工圖模塊板小約30%。
結論:
通過YJK和MIDAS GEN兩款軟件的對比分析,利用YJK軟件進行加腋大板樓蓋設計是可靠的。在計算加腋大板樓蓋時建議采用方案二的計算參數(shù)(樓板采用彈性板6,梁剛度放大系數(shù)取1,扭矩折減系數(shù)取1,考慮梁板協(xié)調(diào)變形,不考慮彈性板與梁協(xié)調(diào)時考慮梁向下相對偏移)。
為提供結構的安全儲備,梁配筋在繪制施工圖時需進行放大,梁支座負筋、跨中鋼筋放大系數(shù)取1.2(平時工況)或1.1(消防車工況);樓板配筋以等值線模塊下的樓板配筋為準,板面負筋實際配筋時需進行放大,放大系數(shù)取1.2,板底鋼筋無需放大。
參考文獻:
[1]GB50010-2010(2016年版).混凝土結構設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015
[2]GB50011-2010(2016年版).建筑抗震設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2016
[3]樊計青.淺析加腋大板在地下室結構工程的應用[J].民營科技,2009,15(6):219
[4]成佳泰.地下室頂板加腋的設計方法及應用探討[J].工程建設,2018,50(7):42-46,61
作者簡介:
陽波(1989-),男,碩士,工程師,主要從事結構設計工作。