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设计转移楼层的步骤

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转移楼层的装载是什么?

钢筋混凝土转移楼层设计,但经常由结构设计工程师进行,是一个非常具有挑战性的任务。转移楼层通常用于多层建筑物,它们是携带多层楼层的主要结构元素。通常,整个建筑物10至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,负载被分配到与基于基位水平连续的其他列。在极端情况下,如果我们在转移柱下方移除支撑,则轴向载荷将减少到零,即,柱子将在上面的楼层上“悬挂”。

其他挑战正在考虑建造方法。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,在构造时,负载逐渐施加在几个楼层上。例如,如果我们想象整个结构是支撑的,并且在混凝土完全被设置后拆下所有道具,静态分析将充分捕获结构行为。但是如果在构建上述地板之前拆下每个楼层的道具,则静态分析不会提供准确的结果。

另一方面,利用支流区域法,我们假设整个荷载作用在转移板上,忽略上部结构。这种方法将在转移柱上产生最大可能的荷载,但以对连续柱的荷载为代价。这种方法被认为是比较保守的,然而我们可能会说,它是更保守的跨中,在转移柱,它将低估荷载在另一个位置,如连续柱,因为总荷载在地板上必须保持不变。

基本上,建模方法或设计假设将影响转移板上的负载的评估,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或更精确的,也不能被认为是保守或保守的。相反,我们建议很好地理解建模假设和所有输入参数对最终结果的影响,以便分析和设计转换板是必要的。

策略1:通过支流区域法评估转移地板装载

传统的荷载计算方法一般采用分界区法,忽略了过渡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,与结构的其余部分分开,忽略支撑柱的弹性及其对转换梁和转换板弯矩的影响。

图2,简单的手动方法

这种方法将提供在转移板上的点荷载没有变化。在上图(图2)中,无论下面的支撑条件如何,中间的两点荷载是相同的。

图3,通过支流区域或R / C建筑物分析加载,转移水平这种方法是常用的,而且被认为是比较保守的。其缺点是荷载分布均匀,忽略了结构本身的影响。传递板上的点荷载为上部柱的内力,其大小受各结构单元的相对刚度的影响。然而,单独处理过渡板而忽略结构其余部分是一种较为保守的分析方法。

我们将通过一个数值例子来说明要点。如果我们使用R/C BUILDING软件,在转换板上设置所有的柱子都有“基础”支撑,我们可以得到与支流面积法相同的结果。(图3)

策略2:用三维框架静力分析评估传递荷载

图4,转换柱板图5,静态分析光束弯曲时刻我们可以使用R / C构建软件或任何其他帧分析软件使用3D中的第1订单静态分析来分析结构。(图1)传输板上的点负载将是不同的形式支流区域方法。在这种情况下,转移塔中的反应显着减小转移柱(转印板上的点负荷),并且将负载分布到周围的柱上。(图4)这是由于传送柱由梁支撑,该梁仅提供弹性支撑。在这个例子中,我们使用了400毫米的深梁。如果光束深度减少以说300mm或200mm,则转移柱反应将更小。但是,总负载将保持不变,但它将被不同地分布。

在图5中示出了转移梁的弯矩导致的弯曲力矩。我们可以观察到348kn的较小点负荷将在光束中产生相对较小的弯矩。

策略3:“非常僵硬”的转移板

图6,静态分析反应图7,弯曲时刻通过分配不同的材料性能,我们可以通过分配不同的材料性能进行转移板和光束“非常僵硬”。与其他结构相比,这将使转移底板更加冷却,并将“强制执行”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的负片是“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,防止下面的柱缩短

除了“非常刚性”梁,我们可以引入增加所有柱的轴向刚度,包括转换板下面的柱。在R / C建筑软件有一个全局开关,将所有柱的轴向刚度增加100倍或10000倍。在这个例子中,我们将增加柱的轴向刚度10,000倍。需要注意的是,我们不增加柱的弯曲刚度,所以下面的柱不会影响转换梁的弯曲。

图9极硬梁和极硬柱的弯矩

在这种情况下,反应(柱载荷)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)。但是对于没有增加的刚度的弹性分析,矩幅度的瞬间幅度增加,策略2.这是预期的,因为负载较大并且转移梁具有增加的刚度,因此吸引更大的内部力。我们可以在这种情况下说光束时刻是“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。

柱的增加的轴向刚度将影响横向稳定性分析。它将提供不可实现的较小的横向偏转。当柱的轴向刚度增加时,模型不能用于横向稳定性评估。

终点和建议

上面的例子说明了我们如何通过将增加的刚度分配给选定的元素组来“强制”一个结构模型以某种方式运行。将转换梁/板的抗弯刚度提高100倍,将柱的轴向刚度提高10000倍,表明我们可以得到与人工计算相似的结果,使用支路面积法和简单的两跨梁。

我们必须注意到,所选单元组刚度的急剧增加“扭曲”了结构模型,并可能导致不现实的和不可预测的内力分布,必须非常谨慎地使用。我们的建议是采取中间立场。这可以通过分配一个小的增加的转移梁/板弯曲刚度使用一个因子4的弹性模量,而不增加柱的轴向刚度来实现。结果如下图10所示。

该方法使转换层的柱荷载分布更均匀,但与支流面积法不同。跨中梁的弯矩(转移柱下方)也保持较大。这种方法可能会产生更安全、更经济的换乘层设计。

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