结构模型参数的选取对梁计算配筋的变化比较

模型参数的选取对梁计算配筋的变化比较（以普通地下室中跨为例） 结论：地下室顶板考虑“弹性板6”，不勾选“地下室楼板强制采用刚性楼板假定”，选“平 面导荷”， 勾选“矩形混凝土梁按 T 形梁配筋，注意错标高处不符合 T 型梁假定”，考虑 “活荷载不利布置”，保守起见暂不考虑“弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移” 1 、弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移 以前弹性板与梁变形协调时，计算模型是以梁的中和轴和板的中和轴相连的方式计算的， 由于一般梁与楼板在梁顶部平齐，实际上梁的中和轴和板中和轴存在竖向的偏差，勾选此参 数后软件将在计算中考虑到这种实际的偏差，将在板和梁之间设置一个竖向的偏心刚域，该 偏心刚域的长度就是梁的中和轴和板中和轴的实际距离。 在生成数据后的计算简图中可以看到用粉色表示的弹性板和梁之间的竖向短线，就是它们 之间的偏心刚域。这种计算模型比按照中和轴互相连接的模型得出的梁的负弯矩更小，正弯 矩加大并承受一定的拉力，这些因素在梁的配筋计算中都会考虑。下爭老枫死體禅腔if * ft 埠庭!対植向下帖轉曲计拇也|图24 0直-凌咱别植冒不勾选的计算结果：(I rn) /rj.h-i.o汕 户I 051-U1 Q1 LZr16-50-16.二ULJ.-G1 匸 0.0-&-koi.6-C.O勾选的计算结果：2 62 c.）ZGL-0.8(0很 1 |10331 oI.ZrWILLZ|S28-moo3koi. 3-0.02、地下室楼板强制采用刚性楼板假定无变化 对于带地下室工程，软件以弹簧模拟地下室侧土约束并施加在地下室楼板上。对于有分块 刚性板的地下室结构，勾选该项，将按一整块刚性板处理；否则将弹簧施加在各块刚性板上。2.61.22fO.4-9212.6Z5T -Gl 3-0 0勾选的计算结果:（无变化）G2.5-1.6G3-C-6421-69-21 -I 3-00厂 口 3 -0(0/9)CJJ-lo b3-Q f：4 2l-2l不勾选的计算结果:3 、弹性板荷载计算方式（均选择弹性板 6）无变化该参数用来控制指定为弹性板属性的楼板，其板上荷载的导荷方式，分两种方式:1）平面导荷:传统方式，作用在各房间楼板上恒活面荷载被导算到了房间周边的梁或者墙上，在上部结构的考虑弹性板的计算中，弹性板上已经没有作用竖向荷载，起作用的仅 是弹性板的面内刚度和面外刚度。2）有限元计算:在上部结构计算时，恒活面荷载直接作用在弹性楼板上，不被导算到周边的梁墙上。有限元方式适用于无梁楼盖、厚板转换层等结构，可在上部结构计算结果中同时得出板的配筋，在等值线菜单下查看弹性板的各种内力和配筋结果。注意为了查看等值 线结果，在计算参数的结构总体信息中还应勾选“生成绘等值线用数据”。 有限元方式仅适用于定义为弹性板 3 或者弹性板 6 的楼板，不适合弹性膜或者刚性板的计4、三种弹性楼板的基本假定、计算单元和适用范围。 （1）弹性膜假定楼板平面内具有膜元的刚度，但忽略了楼板平面外刚度，即假定楼板平 面外刚度为零。程序采用平面应力膜单元计算楼板的平面内刚度。对于大多数弹性楼板结构如楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构等的情况，应 采用弹性膜假定模型计算，因为这种模型忽略了板的面外刚度，梁的内力配筋计算与刚性板 情况差不多，又能够考虑楼板的面内实际刚度。（2）弹性楼板 6 假定楼板平面内刚度和平面外刚度均为有限值。程序采用壳单元计算楼 板的面内刚度和面外刚度。从力学模型的角度看，弹性楼板 6 相对最符合楼板的真实受力情况，可以应用于任何工程。 从工程设计的角度看，在采用弹性楼板 6 假定时，部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚 度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩减少，相应的配筋也会减少，这样可以起到优化设计 的作用。当楼板厚度较大时，一般应考虑楼板和梁的共同作用，使二者共同承担荷载，减少梁在各个 荷载工况下的弯矩和配筋，经济合理，更是符合强柱弱梁的设计要求，对抗震有利。如嵌固层、转换层的楼板一般厚度较大，这样的位置应设置为弹性板6,可以有效减少嵌固层或转换层中梁的配筋。必须注意：设置弹性板6时，应勾选计算参数一一计算控制信息下的参数：梁和弹性板变形协调。勾选此参数后，对于用户设置的弹性板，将在计算中和与其相连的梁的中间节点变形协调，只有这样梁和板才能协同工作。不勾选此参数，对于用户设置的弹性板，将在计算中仅和与其相连的梁的端节点变形协调 这样可以节省计算量，但是起不到减少梁的弯矩和配筋的作用。对于弹性膜，一般可设置为不勾选此项。但是对于弹性板3或者弹性板6,则应勾选此项。 因为设置弹性板3或弹性板6的目的是使梁与板共同工作，发挥板的面外刚度的作用，减 少梁的受力和配筋，此时必须使弹性板中间节点和梁的中间节点变形协调才能实现这种作 用。（3）弹性楼板 3 假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为有限值。程序采用中厚板弯 曲单元计算楼板平面外刚度。弹性板 3 考虑了楼板的面外刚度，因此也是梁柱协同工作的计算模型，同样可以减少梁的 弯矩和配筋，起到设计优化的作用。弹性板 3 假定楼板平面内刚度无限大，因此计算不出 梁的轴力。它比与弹性板 6 的区别是计算自由度数较少，节省内存，计算速度更快。同样，设置弹性板 3 时，也应勾选计算参数计算控制信息下的参数：梁和弹性板变形 协调。指定弹性板是以房间为单元进行的。程序对弹性板也自动划分单元。程序对弹性板的有限单元划分的尺寸也设置了一个参数，隐含设置为2m,这是考虑到大 多数板的弹性膜的受力特点，并为减少计算量。用户可以根据需要修改。3、计算程序自动将斜板和坡屋面楼板设置为弹性膜计算。对于不共面的斜板，程序不能生成弹性膜。实际中常见用户的坡屋面等斜板的多边形不共 面，但在力学模型中不允许不共面的板单元，在计算中这部分将不会出现，用户在空间计算 模型中可以看到这部分为空。因此在建模中用户对于斜板的多边形必须使其共面，否则这部 分在计算中不起作用。对于斜板和坡屋面楼板，用户可以将程序设置的弹性膜改为弹性板 6，但不能设为弹性板 3或刚性板。选弹性板6：G3.4-2.366-D-6611- -1.1亠G3.4-2.J66-0-6621-72-21(0.86：?3-G.OG.3 4-2：66-0-66 .3 21.1.2.J-C.D选弹性板3：2.D1.115 G . $7,0选刚性楼板:2.01 /11 U?G4 0-3.276-A-7&2Ci1.1 p=23-84-251. 1-rirkGZJ-O.ii在计算软件的前处理部分，对于用户在建模中定义的水平放置的楼板，程序将自动地默认 为刚性楼板。5、矩形混凝土梁按 T 形梁配筋混凝土规范5.2.4 条规定：“对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对 梁刚度和承载力的影响。”勾选该项，软件自动按混凝土规范表5.2.4 所列情况计算梁 有效翼缘宽度，并按考虑翼缘后T形截面进行配筋设计。软件只考虑受压翼缘的影响。 勾选此项但不勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移：(0.362.0I.G3.4-2.J 6B-0-6& .1- 2.0不勾选此项且不勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移:2.0勾选此项且勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移:G2.7-2.342-B-4214 56-14PL)不勾选此项且勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移:2.0/| LQC2.7-2 5 2-8-421 、“、1 f 12.0J11.1L5A7G2J-0.014-56-14(PL)11 1 ；-G23-0.0446、活荷载不利布置活荷作用的特点在于其时间及空间上分布的随机性，因此，在结构设计中通过活荷载不利 布置分析，找出受力构件最不利的受力状态是十分必要的。理论上每一次独立的活荷加载方式都应进行结构的整体分析，并进行构件内力的累加形成 最大受力包络，但因计算工作量的巨大而使得这种活荷不利作用的计算方法难以应用于实际 工程。在计算模块中，考虑到梁的活荷不利布置主要对本层影响大，而层与层之间的影响较 小，软件借鉴结构力学中的“分层模型”的计算方法，采用分层刚度模型，在每次加载时， 只考虑本层刚度，该刚度由本层所有梁和相连的上下层的柱、支撑、墙等竖向构件的刚度贡 献而成。经此简化，一次求解内力时间大大缩短，解决了活荷不利布置的计算速度问题，增 强了实用性，但活荷不利布置的影响仅限于本层，且仅对梁进行活荷不利布置计算，而没有 考虑竖向构件的活荷不利影响。在考虑活荷不利布置计算中是按房间进行加载计算的，即对每一个房间加活荷载作用时， 保持其它房间空载，加载房间的周边各梁得到由楼板或次梁传来的荷载，经分析得出本层各 梁的内力，并对每根梁的内力进行迭加计算，形成正负弯矩包络。除每个房间楼面传来的活 荷外， 对于梁上的外加活荷载，程序还按梁循环，每个有外加活荷载的梁都作一次独立的加载计算。 为了能同时考虑层间影响，软件在活荷满布状态下，再用整体刚度求解一次内力作为活荷 作用工况之一，称之为“活载”，将分层活荷不利布置形成的梁正负弯矩包络作为两种活荷 作用工况，分别记为“活 1”和“活 2”，以这三种活荷作用工况参与荷载组合计算。即：活 载：整个结构活荷一次性满布作用工况。活 活 1 ：各层活荷不利布置作用的负弯矩包络工况。活 活 2 ：各层活荷不利布置作用的正弯矩包络工况。 另外，对于计算软件参数中的“梁活荷内力放大系数”，如果没有考虑活荷载不利布置， 则可设置为 1.11.3，否则建议取 1.0 不再进行放大。由于在建模中，活荷载的输入和导算都十分方便，用户应将恒、活荷载分开输入，并在程 序中作考虑活荷载的不利布置计算，使分析结果更符合荷载规范的要求。勾选矩形混凝土梁按T形梁配筋但不勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移，不考虑 ggj |/_-lCiG23-G.0活荷载的不利布置：G2.3-j.DLJ1G3 4-2 366-0-66.j 2勾选矩形混凝土梁按T形梁配筋但不勾选弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移，考虑活 荷载的不利布置：2.02.00.E6IC2.3-D.01.1 匚：T、G3J-2.C 7J-O-73 二 v. a