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2016年2月26日 /Haseeb Jamal.-

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2016年2月26日 /Haseeb Jamal.-

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设计转移楼层的步骤

用户haseeb jamal的配置文件图片
由:Haseeb Jamal./在:2017年7月31日/设计如何

转移楼层的装载是什么?

钢筋混凝土设计转换楼层,虽然通常由结构设计工程师完成,但却是一项非常具有挑战性的任务。转换层是常用的多层建筑,它们是携带多个楼层的主要结构元素。通常,整个建筑物10到15级,由转移板携带。

主要问题是评估转移板上的负载,尤其是终止于转移水平的柱和墙壁。当列终止于转移梁时,它将携带较小的负载,因为支撑柱的光束用作弹性弹簧。光束深度越小,传输柱中的轴向载荷越小。在这种情况下,负载被分配到与基位水平连续的其他列。在极端情况下,如果我们去除转移柱下方的支撑,则轴向载荷将减少到零,即,柱子将在上面的楼层上“悬挂”。

还请参阅:岩土工程|类型的地板

其他挑战正在考虑建设方法。在任何3D帧静态分析中图。图1,示例结构模型示出了转印板我们假设整个负载同时应用于完整结构。实际上,随着构造,负载逐渐施加在几个楼层上。例如,如果我们想象整个结构被支撑并且在混凝土完全被拆除后,静态分析将充分捕获结构行为。但是,如果在上述地板之前拆下每个楼层的道具,静态分析将无法提供准确的结果。

另一方面,通过使用支流区域方法,我们假设整个负载施加在转印板上,忽略上面的结构。这种方法将在转移栏中产生最大的载荷,以牺牲连续柱的负载。这种方法被认为是更保守的,但我们可以说,它更保守的是中间跨度,在转移栏中,它将在估计诸如连续列的另一个位置的装载,因为地板上的总负荷必须保持相同。

基本上,建模方法或设计假设将影响转移板上的加载的评估,最终它会影响结构系统的整个设计。

这两种方法都不能被认为是优越的或更精确的,也不能被认为是或多或少的保守。相反,我们认为,为了分析和设计转换板,必须非常好地理解建模假设和所有输入参数对最终结果的影响。

策略1:通过支流区域方法评估转移地板载荷

传统的计算方法是采用支流区法,忽略了转换板的柔性及其对荷载分布的影响。此外,转换板可以独立分析,与结构的其他部分分开,忽略支撑柱的灵活性及其对转换梁和板的弯矩的影响。

图2,简单的手动方法

这种方法不会改变传递板上的点荷载。在上图(图2)中,不管下面的支撑条件如何,中间的两个点荷载是相同的。

图3,基脚在转换水平时的支流区或R/C建筑荷载分析这种方法通常使用,并且被认为是更保守的。它的缺点是负载分布是均匀的,忽略了结构本身的影响。转印板上的点载荷是上述列中的内部力,并且它们的幅度受到相对刚度的影响,所有结构元素受到相对刚度。然而,独立地处理转移板并忽略其余的结构是一种更保守的分析方法。

我们将通过一个数字示例跟进以说明主要观点。如果我们使用R / C构建软件,如果我们将传输板上的所有列设置为“立足点”支持,我们可以获得与支流区域方法相同的结果。(图3)

策略2:3D帧静态分析转移负荷评估

图4,转换柱板图5,通过静态分析光束弯曲矩我们可以分析结构使用R/C BUILDING软件或任何其他框架分析软件在3D中使用一阶静态分析。(图1)转换板上的点荷载将不同于支流面积法。在这种情况下,传递柱内的反力(传递板上的点荷载)显著降低,荷载分布在周围柱上。(图4)这是由于转换柱由梁支撑,梁只提供弹性支撑。在这个例子中,我们使用了一个400毫米深的横梁。如果梁的深度减少到300mm或200mm,转移柱的反应会更小。然而,总负载将保持不变,但其分布将有所不同。

在图5中示出了转移光束的弯矩导致的弯曲时刻。我们可以观察到348kn的较小点负载将产生光束中相对较小的弯曲力矩。

策略3:“非常僵硬”的转移板

图6,静态分析反应图7,弯曲时刻我们可以通过指定不同的材料属性,比如100倍的弹性模量,使转换板和梁“非常坚硬”。这将使转换层比结构的其余部分更硬,它将“加强”柱反应的均匀分布。(图6)

“非常僵硬”光束的引入将对作为支流区域方法的反应产生类似的影响。然而,这也将对光束中的弯曲力矩产生影响。(图7)。片刻幅度将增加,更重要的是,我们可能会观察到右边的列处的负片“丢失”。这是由于下面列的弹性缩短(挤压),柱子支持转印板。

策略4:“非常僵硬”的转移梁,防止下面的柱轴向缩短

除了“非常僵硬”的光束之外,我们可以引入所有柱的增加的轴向刚度,其包括转印板下方的列。在R / C构建软件有一个全局开关,将通过100或10,000次增加所有列的轴向刚度。在这个例子中,我们将提高列的轴向刚度10,000次。重要的是要注意,我们不会增加弯曲刚度的柱,所以下面的柱不会影响转移梁的弯曲。

图9,弯矩与非常僵硬的梁和僵硬的柱

在这种情况下,反应(列负荷)仍然是相同的(图8)

图。图10,反应和弯曲矩具有纤维梁(因子4),柱轴刚度没有变化在这种情况下,弯矩将具有预期的形状(图9)。但是弯矩的大小比弹性分析在没有增加刚度的情况下,策略2有所增加。这是预期的,因为荷载更大,转换梁已增加刚度,因此吸引更大的内力。在这种情况下,我们可以说梁矩是“更保守的”。

现在我们可以说我们有“被迫”列在转移反应板是统一的,即模仿支流区域方法,我们增加了转换梁的弯矩,工作本身,即分析了如双跨度连续梁忽略其余的结构。

柱轴向刚度的增大会影响横向稳定性分析。它将提供不现实的更小的横向挠度。当柱的轴向刚度增大时,该模型不能用于横向稳定性评估。

终点和建议

上述示例说明了我们如何通过将增加的刚度分配给所选元素组来“强制”结构模型以某种方式行事。转移梁/平板的弯曲刚度的增加100倍,塔的轴刚度10,000表示,我们可以使用支路区域方法和简单的两跨度光束获得与手计算相似的结果。

我们必须注意到所选元素组刚度的这种急剧增加“扭曲”结构模型,可能导致内部力量不切实际和不可预测的分布,并且必须非常谨慎地使用。我们的建议是使用中间地面。这可以通过使用弹性模量的4个因子来分配转移梁/板坯弯曲刚度的小增加来实现,并且没有柱的轴向刚度增加。结果如下图10所示。

这种方法使转换层上的柱荷载分布更均匀,但与支流区域法不同。跨中梁弯矩(转换柱下方)也保持较大。这种方法可能会产生更安全、更经济的转换层设计。

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