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混凝土升板结构计算
4.1一般规定
4.
1.1对提升阶段和使用阶段的升板结构分别进行计算时,计算模型可采用等代框架模型、等代梁模型或有限元模型
4.
1.2板柱-剪力墙结构和板柱-支撑结构计算分析时,应分别考虑剪力墙和支撑施工顺序的影响
4.
1.3升板结构中,楼盖受力复杂区域宜按有限元应力分析结果校核配筋设计
4.2提升阶段I竖向荷载效应计算
4.
2.1提升阶段,板的自重和施工荷载效应可采用等代梁法计算采用等代梁法计算板的纵横两个方向的弯矩时,应符合下列规定1等代梁的计算跨度应取柱中心线之间的距离,计算宽度应取垂直于计算跨度方向的两相邻区格板中心线之间的距离(图
4.
2.l)o2短期荷载作用下,等代梁的刚度可按下式计算:瓦=
0.85EJb式中Ec——混凝土弹性模量N/mm2;lb——等代梁的截面惯性矩mm4o对平板,lb可取为令或绘,bx、by为等代梁的计算宽度,hs为平板的厚度;对密肋板lb可取为计算宽度范围内所a平板和密肋板主TlErlIL3nI—J-三一3nl—Jn=—J3T—Jn=—Jnr—J「芸三二「I=一一罪■r罪H==三一一UrLcrLrJ31ErLrUrLErLr一三_一rL£r—r「I—J==一=一---=三一一三一一一rLcrLcrL「JI=!J3rLcrLGlilr.IUJerll:11IUEL
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4.
2.1板带划分及等代梁1-柱上板带;2-跨中板带有肋按T形截面计算的惯性矩之和;对空心板,lb可取为计算宽度范围内所有肋按工形截面计算的惯性矩之和;对格梁板,lb可取为柱轴线两侧板中心线范围内的T形截面主梁惯性矩与次梁惯性矩之和;密肋板与空心板肋的翼缘计算宽度和格梁板主梁及次梁的翼缘计算宽度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定
4.
2.2平板和空心板的等代梁弯矩设计值,可按表
4.
2.2的比例分配给柱上板带和跨中板带,在总弯矩不变的条件下,也可将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带注本表为无悬臂板的弯矩分配经验系数
4.
2.3两个方向主次梁相互垂直且相邻主梁间仅布置两根次梁的格梁板,其等代梁弯矩设计值应分别按下列公式分配给主次梁;其他情况的格梁板可按交叉梁结构计算式中M——格梁板的等代梁弯矩设计值N-mm;Mm、Ms——分别为格梁板的主、次梁弯矩设计值N-mm;R、Is——分别为格梁板的主、次梁的截面惯性矩mm4;Ec——混凝土弹性模量N/mm2;弯矩分配时次梁有效刚度系数,可按表
4.
2.3取用表
4.
2.3弯矩分配时次梁有效刚度系数a
4.
2.4采用等代梁法计算内力时,提升差异内力应为分别计算仅由任一支座提升差异10mm产生的内力
4.
2.5提升阶段的平板自重和施工荷载效应也可采用楼板单元进行有限元计算,板与柱应采用钗接连接II稳定性验算
4.
2.6升板结构可采用单板逐层提升或叠层提升施工工艺,应由设计单位与施工单位根据实际情况共同研究确定
4.
2.7在提升阶段,升板结构可按钗接排架模型简化为等代悬臂柱验算提升单元内群柱的稳定性,也可通过计算机仿真按皎接排架模型分析群柱稳定性,并应符合下列规定1应对各个提升单元按实际的提升程序对搁置状态和正在提升状态分别进行群柱稳定性验算;2应验算底层板固定及相邻的前一个提升步的群柱稳定性;3当采用上承式承重销搁置板时,每层板应用楔块楔紧,未楔紧时应按受荷最大的单柱进行稳定性验算;4按等代悬臂柱计算时,其惯性矩应为该提升单元内所有单柱惯性矩的总和,并应承担单元内的全部荷载
4.
2.8在提升阶段,升板结构的风荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇基本风压进行计算当该提升单元有外墙体时,在顶层板以上应采用各柱风荷载的总和,在顶层板以下应采用墙和柱实际所受的风荷载
4.
2.9一个提升单元内的柱可按等代悬臂柱在两个主轴方向分别进行群柱稳定性验算群柱稳定性应由等代悬臂柱偏心距增大系数n验算确定,当r|小于0或大于3时,应改变提升工艺,也可增大柱截面尺寸或改变结构布置偏心距增大系数r|应按下式计算n=
4.
2.9茁I式中n—偏心距增大系数;YF——折算荷载修正系数,宜取
1.10;Io——等代悬臂柱的计算长度mm应按本标准第
4.
2.12条的规定确定;Fc——等代悬臂柱总的折算竖向荷载N应按本标准第
4.
2.13条的规定计算;
4.
2.9取值;EI——提升单元内等代悬臂柱的柱底截面抗弯刚度总和N・mm2应按本标准第
4.
2.10条的规定取值;变刚度等代悬臂柱的截面刚度修正系数,应按本标准第
4.
2.11条的规定取值表
4.
2.9柱实际工作状态系数as注eo为偏心距,取等代悬臂柱按本标准公式
4.
2.14计算的柱底最大弯矩值与柱底以上的板、柱、提升机等重力荷载设计值及其他荷
4.
2.10计算提升单元内等代悬臂柱的柱底截面抗弯刚度总和EI时提升单元内等代悬臂柱在不同计算方向的截面抗弯刚度取值应与计算方向一致,并应符合下列规定1对钢筋混凝土柱或钢柱El=ZEL式中E——第,根柱的弹性模量;L—第i根柱的截面惯性矩2对钢管混凝土柱El=XEJs+EJG式中Eci第i根柱的柱底混凝土弹性模量;Eai第i根柱的钢管弹性模量;Ic——第i根柱的柱底混凝土截面惯性矩;lai——第i根柱的钢管截面惯性矩
4.
2.11变刚度等代悬臂柱的截面刚度修正系数£的取值应符合下列规定:1当采用等截面预制柱时,E应取为L0;2当采用单阶线性变截面柱时,£可按本标准表A.
0.1采用;3当采用升提或升滑法的柱时,£可按本标准表A.
0.2采用
4.
2.12提升阶段柱的计算长度Io取值应符合下列规定:1柱的计算长度可按下式计算:
4.
2.12-1式中Hnl——承重销底距柱底的高度验算搁置状态时,取最高一层永久或临时搁置板处的承重销底距柱底的高度图
4.
2.12-1;验算正在提升的状态时,取提升机处的承重销底距柱底的高度图
4.
2.12-2;柱底应取混凝土地坪面,当地坪不是现浇混凝土时,应取柱杯口面图
4.
2.12-1搁置状态时柱的计算简图图
4.
2.12-2正在提升状态时柱的计算简图2当下面一层或数层的板已就位且板柱节点已形成可靠的刚接时柱底可取最高刚接层的层高一半处图
4.
2.12-
3、图
4.
2.12-4其计算长度可按下式计算/0=2H、
4.
2.12-2式中Hnl柱底以上的悬臂柱高度,其竖向荷载、风荷载及验算截面均以相应的柱底计算当后浇柱帽的强度达到lOMPa时,柱底位置取在该层层高的一半处;当有柱帽节点,但未浇筑柱帽前把全部柱与板进行符合无柱帽节点要求的可靠焊接时,柱底位置取在该层层高的11彳〜耳处图
4.
2.12-3一层或数层节点刚接后搁置状态时柱的计算简图3当一个提升单兀对称布置的内筒体,或在两个方向均有在施工阶段可起剪力墙作用的墙体且其间距不大于横向尺寸的三倍,并在提升和搁置状态均至少有一层楼板与其可靠连接时,柱计算长度可按下式计算:I=以.4-
2.12-3式中|J计算长度系数其值与筒体或剪力墙的刚度及连接位置有关’可按本标准附录B取用
4.
2.13验算搁置状态的群柱稳定性时,折算竖向荷载Fc应按公式
4.
2.13-1计算;当验算一层板或叠层板正在提升而其他各层处于搁置状态的群柱稳定性时,竖向折算荷载Fc应按公式
4.
2.13-2计算ft—IE=Goi/i+EG〉#+G+GIGk=XogoiHe月^式中n——层数;Goi永久或临时搁置的第i层板所受的重力荷载设计值和按实际情况采用的其他荷载设计值kN;屋面施工荷载标准值,对预制柱升板取
0.5kN/m2升提、升滑法取
1.5kN/m2楼面施工荷载在一般情况下可不计入;Goc折算的柱重力总和kN;Goi正在提升的一层板或叠层提升的数层板所受的总重力及按实际情况采用的其他荷载kN;荷载取值与Goi相同,不乘动力系数;Go提升单元内直接放在每个柱上的提升机等设备的重力荷载设计值总和kN;P*搁置折算系数,当柱无侧向支承时,可按表
4.
2.13-1采用;Vi提升折算系数,可按表
4.
2.13-2采用;yo——柱重力折算系数;柱无侧向支承时取
0.315柱与内竖筒或剪力墙有连接时取
0.385;goi——提升单元内所有单柱单位长度的重力荷载设计值总和kN;Hc——柱底截面以上的柱全高m表
4.
2.13-1搁置折算系数国值注Hi为第i层板永久或临时搁置处的高度表
4.
2.13-2提升折算系数丫1值注Hi为验算提升状态时被正在提升的—层板或叠层提升的数层板的高度
4.
2.14升板结构柱由本标准第
4.
2.8条确定的风荷载以及柱竖向偏差所产生的柱底最大弯矩M可按下式计算n[即IM=为+万sH;+£T3而
4.
2.14式中Wi第i层板处所受的集中风荷载设计值的总和kN,包括该层板上墙体、堆砖所受的风荷载;w——提升单元内全部柱所受均布风荷载设计值kN/m当柱较高时尚应考虑风荷载沿高度的变化;GoiHn——分别按本标准第
4.
2.13条采用,当验算正在提升的状态时,应取本标准第
4.
2.13条规定的Goi与Hni
4.
2.15升滑、升提施工的钢管混凝土柱的钢骨架,应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017验算单柱的承载力和稳定性钢骨架的柱高可取为8Hni计算长度可取为38Hni当钢管混凝土柱与预制钢筋混凝土柱连接时,钢骨架柱计算长度可取
2.5SHnl~3SHnl当计算长度大于2Hnl时取2Hnlo停歇孔处以外的缀材可采用钢筋缀条
4.
2.16采用计算机仿真分析升板结构提升阶段提升单元群柱的稳定性时,楼板与柱之间应采用皎接连接
4.3使用阶段竖向荷载效应计算
4.
3.1常用矩形柱网平板、密肋板、空心板和格梁板的内力可按本节规定的简化方法计算;对柱网较特殊的板、受集中荷载及开孔的板,应采用有限元等方法作专门分析计算当密肋板和空心板的肋间距、高度、宽度及面板和底板厚度符合本标准第
5.
2.3条的构造要求时,其内力可分别采用T形和工形截面特征值按平板分析计算
4.
3.2当竖向荷载作用下的平板、密肋板和空心板采用本标准第
4.
3.3条的经验系数法计算使用阶段板的内力时,应符合下列规定;不符合时应按本标准第
4.
3.4条的规定计算1活荷载为均布荷载,且不应大于恒荷载的2倍;2在使用阶段每个方向至少应有三个连续跨;3任一区格内的长边和短边之比不应大于
1.5;4在同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于
1.2O
4.
3.3采用经验系数法计算时,应分别按公式
4.
3.3-1和公式
4.
3.3-2计算垂直分布荷载在纵横两个方向产生的板的总弯矩设计值并应按表
4.
3.3的规定确定柱上板带和跨中板带的弯矩设计值在总弯矩值不变的条件下,也可将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带式中bee——柱帽在弯矩方向的宽度m无柱帽时取为0;q垂直分布荷载设计值kN/m2;Mx、My——分别为x、y向的总弯矩设计值kN・m;bx、by分别为x、y向的楼板计算宽度m;lx、ly分别为x、y向的楼板计算跨度m表
4.
3.3柱上板带和跨中板带弯矩值注本表为无悬臂板的经验值
4.
3.4平板、密肋板、空心板以及格梁板采用等代框架法计算时,应符合下列规定1竖向荷载作用下等代框架梁的计算宽度,可取垂直于计算跨度方向两个相邻区格板中心线之间的距离图
4.
3.41-板格12中心线;2-边板中心线;3-板边;4-中间等代框架;5-边等代框架2平板与空心板的等代框架梁、柱以及格梁板的等代框架柱的线刚度,可按现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92的规定计算格梁板的等代框架梁可不考虑柱帽的作用,梁刚度可按本标7隹第
4.
2.1条规定计算3宜考虑活荷载的不利组合
4.
3.5由等代框架法计算的弯矩,应按下列规定进行分配:1当平板、空心板与密肋板的任一区格长边与短边之比不大于2时,可按本标准表
4.
2.2比例分配给柱上板带和跨中板带对有柱帽的等代框架,其支座负弯矩可取刚域边缘处的弯矩值图
4.
3.5o2格梁板的等代框架梁弯矩,可分别按本标准公式
4.
2.3-1和公式
4.
2.3-2分配给主梁及次梁3等代框架梁端部刚域长度可按本标准附录C取用图
4.
3.5有柱帽等代框架梁在竖向荷载作用下支座弯矩取值br-刚域区
4.
3.6平板采用有限元法计算时,应符合下列规定1板单元与柱单元应采用刚性连接,有柱帽时板单元与柱帽单元应采用刚性连接2板柱-剪力墙结构中,应计入剪力墙承担竖向荷载3楼板弯矩应取柱边缘值,有柱帽时可取柱帽刚域边缘值II侧向作用效应计算
4.
3.7在风荷载作用下,升板结构应沿两个主轴方向分别进行计算
4.
3.8结构的地震作用计算应符合下列规定1应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担2有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用3质量和刚度分布明显不对称时,应计入双向地震作用下的扭转影响4抗震设防烈度为8度且跨度大于9m时,应计算竖向地震作用
4.
3.9结构抗侧力构件内力和位移计算时,可采用楼板在其平面内刚性的假定;当楼板开洞较大、长宽比较大或平面特别不规则时,宜按弹性楼板计算
4.
3.10结构的地震作用效应计算应符合下列规定1高度不超过24m且高度与宽度之比不大于4体型比较规则质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,在水平地震作用下,可采用底部剪力法等简化方法结构总水平地震作用、底部剪力标准值及各质点的水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定计算,其中基本周期可按本标准第
4.
3.11条计算2其他结构应采用振型分解反应谱法
4.
3.11升板结构的基本周期可按下列公式近似计算1结构总跨数等于或小于3跨的板柱结构OCG——计算自振周期所用的建筑物总重力G与板柱结构总重力Gf之比;G——计算自振周期所用的建筑物总重力kN;Gf——板柱结构总重力kN;H升板结构的总高度m;B升板结构的总宽度m;Kw——总剪力墙顶点的水平刚度
4.
3.12不规则结构宜采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,计算方法和要求应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011中的有关规定采用
4.
3.13结构应进行多遇地震和风荷载下结构变形验算,楼层最大弹性层间位移角应符合本标准表
3.
3.11的规定;设防烈度8度时的板柱结构以及高度大于15m的板柱-抗震墙和板柱-支撑结构,应进行罕遇地震下结构的变形验算,验算时可采用静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法,楼层最大弹塑性层间位移角应符合本标准表
3.
3.12的规定
4.
3.14板柱结构可采用等代框架法计算侧向荷载作用下的内力和位移,并应符合下列规定:1等代框架梁的计算宽度,宜取下列公式计算结果的较小值:
4.
3.14-
14.
3.14-2式中byy向等代框架梁的计算宽度mm;lx、I等代框架梁在纵横两个方向的计算跨度mm;bee——柱帽的宽度mmo2有后浇柱帽时,梁、柱的等效刚度及等代框架计算模型可按现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92的有关规定取用
4.
3.15采用有限元法计算侧向荷载作用下的内力和位移时,除应符合本标准第
4.
3.9条的规定外,尚应符合下列规定1有柱帽时,柱应计入柱帽;2板与柱应采用刚性连接,有柱帽时板与柱帽单元应采用刚性连接
4.
3.16板柱-剪力墙结构抗震计算应符合下列规定1房屋高度大于12m时,剪力墙应承担结构的全部地震作用;房屋高度不大于12m时,剪力墙宜承担结构的全部地震作用2各层柱应能承担不少于20%的本层地震剪力
4.
3.17混凝土板柱-支撑结构抗震计算应符合下列规定1房屋高度大于12m时或房屋层数超过3层时,支撑按刚度分配的地震剪力不应小于本楼层地震剪力的50%;房屋高度不大于12m时且房屋层数不超过3层时,支撑按刚度分配的地震剪力不应小于本楼层地震剪力的30%2采用普通钢支撑时,混凝土板柱结构承担的地震作用,应按板柱结构和板柱-支撑结构两种模型计算,配筋应取二者较大值3结构阻尼比可按混凝土构件和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例计算,且不应大于
0.045o
4.
3.18采用钢柱的板柱-支撑结构抗震计算应符合下列规定1房屋高度大于12m时或房屋层数超过3层时,支撑按刚度分配的地震剪力不应小于楼层地震剪力的60%;房屋高度不大于12m时或房屋层数不超过3层时,支撑按刚度分配的地震剪力不应小于楼层地震剪力的40%2采用普通钢支撑时,应按板柱结构和板柱-支撑结构两种模型计算,并应按二者较大值验算承载力3结构阻尼比宜取
0.03o
4.
3.19由水平荷载产生的内力,应组合到柱上板带或格梁板的主梁上有柱帽的平板、密肋板和空心板,其支座负弯矩可取梁刚域边缘处的值图
4.
3.19o图
4.
3.19有柱帽等代框架梁在水平荷载作用下支座弯矩取值俄面位置柱上板带跨中板带内跨支座截面负弯矩75%25%跨中正弯矩55%45%端跨第一个内支座藏面负弯矩75%25%跨中正弯矩55%45%边支座儆面负弯知90%10%A加
0.
050.10a
150.
200.
250.30a35a
400.
500.60a70aso
0.
9021.00k
0.
7760.715a
6680.631a
6010.
5770.555a
5380.
5090.488a
4710.
4590.
4470.440工作忑、7-
30.3-
0.6-
0.
80.9-柱无侧向支承
00.
0020.
0130.
0420.
0970.
1320.
2970.
4420.
6130.
8021.000柱有侧向支承
00.
0630.
1920.
3160.
3970.
4260.
4300.
4750.
5840.
7501.000Hi/H^
00.
10.
20.
30.
40.
50.
60.
70.
80.
91.0|/|
0.
2500.
1870.
1520.
1490.
1820.
2500.
3520.
4850.
6420.816ixxj|。