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梁刚度放大取值分析

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梁刚度放大取值分析

发布日期:2018-04-25 作者: 点击:

T形梁、按规范取值、梁放大系数取2对结构的影响



T型梁

按规范取值

放大系数2


梁编号

1

2

1

2

1

2

内力

15层

-196

0

-186

0

-188

0

148

54

151

54

138

54

-112

-26

-109

-23

-110

-22

25层

-188

0

-178

0

-178

0

139

55

141

55

128

54

-104

-27

-102

-24

-101

-23

挠度

15层

17.7

8.4

16.2

8.5

14.2

8.5

25层

16.9

8.4

15.5

8.6

15.4

8.5

裂缝宽度

15层

0.11

0

0.1

0

0.11

0

0.26

0.22

0.24

0.22

0.22

0.22

0.01

0.02

0.01

0.02

0.02

0.02

25层

0.1

0

0.1

0

0.11

0

0.24

0.22

0.23

0.22

0.22

0.22

0.01

0.02

0.01

0.02

0.02

0.02

T形梁、按规范取值、梁放大系数取2对结构的影响


T型梁

按规范取值

放大系数2

X

Y

X

Y

X

Y

地震力

425.2

424.4

421.3

422.7

427

428.4

层剪力

4838.6

4713.5

4829

4704

4871.2

4763.9

层间位移

1/1247

1/1068

1/1242

1/1062

1/1306

1/1112

框架结构对比:

T型梁弯矩

按规范取值弯矩

按梁刚度放大系数2弯矩

T型梁剪力

按规范取值剪力

按梁刚度放大系数2剪力

T形梁配筋

按规范取值配筋

按梁刚度放大系数2配筋


按规范取值时梁的刚度放大系数

计算结果分析:


1、点选矩形梁转T形梁和梁刚度放大系数按规范取值,两者计算出来的梁刚度是一致的,进而得出两者计算出来的整体刚度、周期及地震作用在理论上是一致的;


2、同时点选矩形梁转T形梁和梁刚度放大系数按规范取值,前者会覆盖后者,既程序不仅在刚度上考虑(进而影响到内力)板翼缘,在配筋时也是按T形截面计算;只点选后者则程序按考虑板翼缘刚度放大后矩形截面计算配筋,通过对比,按T形截面计算配筋,底筋可节约10%左右,但部分梁的支座负筋可能会有所增加,从经济成本的角度考虑,实际工程中可采用砼矩形梁转T形梁进行梁跨中配筋,对于支座负筋,由于实际配筋是将按T形梁计算所得配筋放置在矩形梁里,而板与梁是整浇在一起,计算中并未考虑板筋的影响,故从安全角度考虑,也是可取的;点选矩形梁转T形梁后梁的挠度和裂缝宽度都会增加10%左右;


3、自定义中梁刚度放大系数为2(边梁为1.5)时(通过对比,按规范取值的梁刚度系数部分会大于2,部分会小于2,与梁高及翼缘有关),PKPM中习惯上梁都按主梁输入,有的主梁被打断会出现一根梁各段刚度系数不一致的情况,故自定义中梁刚度放大系数为2将会更接近实际情况,此时计算出来的结构整体刚度一般会大于按规范取值时的刚度,进而层间位移角会有所降低。


相关规范:

1、《高规》5.2.2条文说明:通常现浇楼面的边框架梁(刚度增大系数)可取1.5,中框架梁可取2.0。当框架梁截面较小而楼板较厚或者梁截面较大而楼板较薄时,梁刚度增大系数可能会超出1.5-2.0的范围,因此规定增大系数可取1.3-2.0。


分析:

1、在PKPM中当采用刚性楼板的假定计算时,程序在梁的计算时,只能计及无翼缘的矩形截面梁刚度,因此需要梁刚度放大系数来近视考虑现浇楼板对梁刚度的贡献。(朱炳寅-建筑结构设计问答及分析)


2、考虑部分楼板作用形成T形梁,将框架梁抗弯刚度乘于1.5~2.0的放大系数后,计算梁的配筋会加大,再加上板的钢筋,使梁刚度加大,即实际承载力大于梁端弯矩,因此,对于抗震等级为二、三级的构件(只有当构件抗震等级为9度一级时,规范才要求按照梁的实配钢筋反算柱端弯矩),按刚度放大后梁的配筋设计形成的是“强梁弱柱”。(抗规主编王亚勇)


3、楼板一般与梁一起现浇,两者结合良好,共同工作能力强,可显著提高梁的抗弯刚度和抗弯承载力:(1)梁端承受正弯矩时,楼板和框架梁共同组成T形截面,增加了框架梁的受压区宽度;(2)梁端承受负弯矩时,楼板内配筋相当于增加了框架梁的负筋。如果在计算配筋时仍将梁刚度放大,这样得到的梁端弯矩比按矩形截面梁得到的结果有所增大,但相应梁端抗弯纵筋仍全部配置在梁矩形截面内,同时楼板仍按自身受力考虑另外在楼板中配筋,而实际在按规范公式计算“强柱弱梁”时,通常不考虑楼板内与梁平行的钢筋。国内外许多学者的研究表明,楼板内的钢筋会使框架梁的实际抗弯承载力增大20%-30%,甚至有些情况会增大近一倍,楼板配筋对框架梁端实际受弯承载力的增大,在大多数情况下都会使得结构不满足“强柱弱梁”的要求。(清华教授叶列平)


4、汶川地震破坏的房屋基本都是柱端出现问题,而不是梁开裂,即设计都没有实现“强柱弱梁”,地震时应允许梁开裂,出现铰刚度退化而耗能。


5、计算宏观指标时(周期、位移等),按梁刚度放大系数取2后的刚度模型计算,刚度模型只与混凝土构件尺寸有关,与钢筋无关,配筋时梁刚度放大系数取为1.5,即取两个模型各自符合概念设计的结果,这才是科学、规范、严谨,安全性应看实际,而不是形式。


结论:

地震控制时,计算指标将中梁刚度放大系数取为2,计算配筋将中梁刚度取为1.5。

非地震控制时,计算指标和配筋都将中梁刚度放大系数取为2。


相关标签:建筑施工

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