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空心无梁楼盖式地下车库性质透析
康续伟 马太雷
洛阳市新天地置业集团有限公司 河南洛阳 471007
摘要:空心无梁楼盖是地下车库顶板结构形式之一。它截面复杂,弄清其暗含力学性质不容易。本文从几何和刚度两方面为出发点,对空心无梁楼盖性质进行了透析,希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词: 惯性矩,刚度,混凝土和钢筋用量
中图分类号:O434.19文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(c)-0000-00
空心无梁楼盖是近年来地下车库顶板应用较多的一种结构形式。它的力学性质很复杂,本文以刚度这个全新的角度为主线,取空心无梁楼盖一个网格单元对其内在性质进行了透视。内容主要包括两个重要推论,刚度计算公式等,分别将其介绍如下:
1空心无梁楼盖单元截面性质的两个重要推论
推论1:若无梁楼盖空心部分四周曲边部分为四分之一圆弧,则必有结论:楼盖标准单元截面形状(即空心外围截面)必为正方形。反映在本文公式中有:a=b。
推论2:无梁楼盖空心部分四周曲边部分一般为非圆弧,通常为四分之一椭圆圆周。
应用说明:推论的结论可应用于对空心无梁楼盖顶板施工进场预制材料进行检查,以避免不合格废品板材用于楼盖顶板工程之中。
2空心无梁楼盖单元截面惯性矩计算公式推导
∴空心截面惯性矩:
3空心无梁楼盖单元刚度计算公式
—空心无梁楼盖单元材料的模量。
4空心无梁楼盖刚度计算的物理意义及应用
4.1空心无梁楼盖刚度计算物理意义及公式
地下车库顶板的显著特点是竖向发生微小的附加变形(挠度)就会引起车库结构产生很大的内力,对其安全很不利;另外,车库顶板自重应尽量小,以减少车库柱及柱下独立基础的截面尺寸,以产生经济效益。而刚度是反映这两方面的重要参量,在一个方向上车库楼盖整体刚度的计算(两个方向耦合可能需要矩阵形式),可看做该方向由刚度相同(也可不同)的截面单元并联连接而成,则总刚度,
刚度相同情况:
n—一个方向上标准截面单元总数。
刚度不相同情况:
4.2应用
⑴空心无梁楼盖刚度计算的用途 计算出无梁楼盖的挠度值后,结合有关计算公式就可进行挠度、裂缝等参数的计算。
⑵空心无梁楼盖优点:①可节约混凝土用量。②虽然楼盖空心使得楼盖刚度比之实心形式有所减小,但这不会增加楼盖的钢筋用量。
⑶空心无梁楼盖缺点:空心无梁楼盖刚度变小,在相同上覆荷重作用下,与相同厚度的实心形式无梁楼盖相比竖向变形(挠度)较大。
5结语
无梁楼盖的设计(尤其是空心截面形式)也是分为:强度设计和刚度校核两个过程。
(1)强度方面(主要为配筋率) 实心形式与空心形式无梁楼盖两者配筋率差别不大。
(2)用材方面 空心无梁楼盖较之实心省。主要表现在顶板空心部分节约用料,进而由于上部荷重变轻,使得顶板下柱及柱下独立基础截面尺寸变小(包括配筋)。
结论:空心无梁楼盖虽然竖向挠度变大了,但这是可以计算的,只要控制其在规范允许的范围之内,也是允许的。空心无梁楼盖较之实心,有很大的降低工程造价的空间,经济意义显著,应优先选用。
参考文献:
[1]李国胜.多高层建筑基础及地下室结构设计—附实例﹝M﹞.中国建筑工业出版社,2011.9.
[2]袁聚云,梁发云,曾朝杰等.高层建筑基础分析与设计﹝M﹞.机械工业出版社,2011.3.
康续伟 马太雷
洛阳市新天地置业集团有限公司 河南洛阳 471007
摘要:空心无梁楼盖是地下车库顶板结构形式之一。它截面复杂,弄清其暗含力学性质不容易。本文从几何和刚度两方面为出发点,对空心无梁楼盖性质进行了透析,希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词: 惯性矩,刚度,混凝土和钢筋用量
中图分类号:O434.19文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(c)-0000-00
空心无梁楼盖是近年来地下车库顶板应用较多的一种结构形式。它的力学性质很复杂,本文以刚度这个全新的角度为主线,取空心无梁楼盖一个网格单元对其内在性质进行了透视。内容主要包括两个重要推论,刚度计算公式等,分别将其介绍如下:
1空心无梁楼盖单元截面性质的两个重要推论
推论1:若无梁楼盖空心部分四周曲边部分为四分之一圆弧,则必有结论:楼盖标准单元截面形状(即空心外围截面)必为正方形。反映在本文公式中有:a=b。
推论2:无梁楼盖空心部分四周曲边部分一般为非圆弧,通常为四分之一椭圆圆周。
应用说明:推论的结论可应用于对空心无梁楼盖顶板施工进场预制材料进行检查,以避免不合格废品板材用于楼盖顶板工程之中。
2空心无梁楼盖单元截面惯性矩计算公式推导
∴空心截面惯性矩:
3空心无梁楼盖单元刚度计算公式
—空心无梁楼盖单元材料的模量。
4空心无梁楼盖刚度计算的物理意义及应用
4.1空心无梁楼盖刚度计算物理意义及公式
地下车库顶板的显著特点是竖向发生微小的附加变形(挠度)就会引起车库结构产生很大的内力,对其安全很不利;另外,车库顶板自重应尽量小,以减少车库柱及柱下独立基础的截面尺寸,以产生经济效益。而刚度是反映这两方面的重要参量,在一个方向上车库楼盖整体刚度的计算(两个方向耦合可能需要矩阵形式),可看做该方向由刚度相同(也可不同)的截面单元并联连接而成,则总刚度,
刚度相同情况:
n—一个方向上标准截面单元总数。
刚度不相同情况:
4.2应用
⑴空心无梁楼盖刚度计算的用途 计算出无梁楼盖的挠度值后,结合有关计算公式就可进行挠度、裂缝等参数的计算。
⑵空心无梁楼盖优点:①可节约混凝土用量。②虽然楼盖空心使得楼盖刚度比之实心形式有所减小,但这不会增加楼盖的钢筋用量。
⑶空心无梁楼盖缺点:空心无梁楼盖刚度变小,在相同上覆荷重作用下,与相同厚度的实心形式无梁楼盖相比竖向变形(挠度)较大。
5结语
无梁楼盖的设计(尤其是空心截面形式)也是分为:强度设计和刚度校核两个过程。
(1)强度方面(主要为配筋率) 实心形式与空心形式无梁楼盖两者配筋率差别不大。
(2)用材方面 空心无梁楼盖较之实心省。主要表现在顶板空心部分节约用料,进而由于上部荷重变轻,使得顶板下柱及柱下独立基础截面尺寸变小(包括配筋)。
结论:空心无梁楼盖虽然竖向挠度变大了,但这是可以计算的,只要控制其在规范允许的范围之内,也是允许的。空心无梁楼盖较之实心,有很大的降低工程造价的空间,经济意义显著,应优先选用。
参考文献:
[1]李国胜.多高层建筑基础及地下室结构设计—附实例﹝M﹞.中国建筑工业出版社,2011.9.
[2]袁聚云,梁发云,曾朝杰等.高层建筑基础分析与设计﹝M﹞.机械工业出版社,2011.3.