结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨.doc
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1、结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨四川建筑科学研究SichuanBuildingScience第37卷第3期2011年6月结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨姜磊,姚继涛,李桅,赵玉星,信任(1.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;2.山东建筑大学土木工程学院,山东济南250101)摘要:目前,在楼屋盖结构中,大多数采用双向板.结合工程设计与施工的实际情况以及当前研究的深度,分析探讨了双向板内力计算方法的选用,通过工程中双向板典型实例,利用图表来形象直观地阐释规范中方法的优劣.剖析了混凝土双向板挠度计算中遇到的问题,当前实际工程中存在的简化不合理现象以及弹性法计算挠度
2、值的偏低.依据铁摩辛柯经典弹性理论和工程中的实际要求,探讨了单向板与双向板的划界,并提出了自己的观点.关键词:结构设计规范;钢筋混凝土结构;双向板中图分类号:TU375.2文献标识码:A文章编号:10081933(2011)0308403Discussiononseveralprovisionsofcodefordesignofconcretestructureintwo.wayslabJIANGLei,YAOJitao,LIWei,ZHAOYuxing,XINRen(1.SchoolofCivilEngineering,XianUniversityandTechnology,Xian7100
3、55,China;2.SchoolofCivilEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China)Abstract:Nowmostofslabsinthefloorbuildingstructuresaretwowayslab.Basedondesignandconstructionpractice,aswellasthecurrentdepthofstudying,theinternalforcecalculationmethodisdiscusseddeeply.Byintroducingthetypicalexampleoft
4、wowayslab,chartsarewellusedtoexplainwhichmethodisthegoodone.Atthesametime,thedeflectionoftwowayslabisalsobeenstudied.Atpresent,thereissomeunreasonablesimplifiedphenomenon.Andthevaluegainedbyflexiblemetheodistoolower.BasedonTimoshenkoclassicalelasticitytheoryandtherequirementinthepracticalengineering
5、,thedividinglineoftwowayslabisalsodiscussed.Finally,somevaluableconclusionsaregained.Keywords:structuraldesigncode;reinforcedconcretestructure;twowayslabO引言钢筋混凝土板是土木工程结构中应用最为广泛的结构构件,钢筋混凝土板的内力计算是土木工程结构设计的基础,国内外的学术界和工程界都给予了重要的关注引,诸多学者,工程师也对其各自的关注点做了许多非常有价值的研究圳,新版的混凝土结构设计规范也增补了相应的规定,但是笔者认为,在规范中关于混凝土双向板
6、的相关条文还存在商榷的必要.1钢筋混凝土双向板内力计算问题的讨论GB500102002混凝土结构设计规范的收稿日期:2009-09-29作者简介:姜磊(1980一),男,山东青岛人,博士研究生,研究方向:钢筋混凝土结构.Email:xijiandal00126.coin5.3.1条做了如下的规定:框架,框架一剪力墙结构以及双向板等,经过弹性分析求得内力后,也可对支座弯矩进行调幅,并确定相应的跨中弯矩.而在随后的第5.3.2条又给出了:承受均布荷载的周边支承的双向矩形板,可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析法进行承载能力极限状态设计.笔者认为,有了第5.3.2条的规定,完全可以将第5.3.1条
7、中关于双向板弯矩调幅法省去,以免造成工程设计中对弯矩调幅法理解的混乱.同时,也是基于计算机软件的发展和塑性铰线法与条带法研究的深入B的考虑,现在已经证明这两种方法能够满足工程可靠度要求,保证结构安全.对于这方面,湖南大学的沈蒲生教授在其专着中做了专门的介绍引.图1是工程中常见的典型板,以此为算例,利用弹性法和塑性铰线法计算,并做出这两种方法的弯矩系数对比的图形(图2,3).能够清晰地看出,按塑性铰线法计算的弯矩系数均小于按弹性方法计算的相应弯矩系数,尤其在固支边,两者相差还较大,姜磊,等:结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨85这说明,弹性法的安全储备过大;而塑性铰线法,虽然从理论上讲,按
8、照经典力学,其值为上限值,即为最大承载能力,或说板的承载力要小于等于该值,但实际上由于穹窿作用等有利因素_l.,其计算值应小于其极限值.试验结果得到的板的破坏荷载,都超过按塑性铰线法的计算值,并且证明能够满足建筑结构可靠度的要求.因此,塑性铰线法比弹性法及其不成熟的弯矩调幅法更合理,它更接近于板的实际受力状态.并且,也能很好地体现规范的精神以及与当前国家提倡的建立节约型社会相适应.图1Fig.1妊静钟图2Fig.211.51.8长短边比b/a(c】固支边坞弯矩系数比较固支板弯矩系数j口萋焉(b)跨中2弯矩系数比较Zl41151.8长短边比b/a(d)固支边4弯矩系数比较Momentcoeffi
9、cientofclappedslab日弹性弯矩系数口弹性弯矩系数0?l巅甏0.05静0长短边比6长短越比五(a)跨中M弯矩系数比较(b)跨中弯矩系数比较图3简支板弯矩系数Fig.3Momentcoefficientofsimplysupportedslab2双向板挠度计算问题的讨论在工业与民用建筑中,越来越多地采用现浇钢筋混凝土双向板楼屋盖.其中,板的挠度计算是钢筋混凝土板构件正常使用极限状态设计中的一项重要内容,然而,现行混凝土结构设计规范中却没有双向板挠度计算的明确规定,仅第8.2.1条做了一个构件挠度的规定,但这本质上是个单向受弯挠度的计算.实际上,从3O年前的TJ1074钢筋混凝土结构
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