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浅谈MidasCivil计算无梁楼盖行车道方法

时间:2020年06月09日 所属分类:推荐论文 点击次数:

[摘要]:近年来,无梁楼盖因其净空高度大,楼板厚度大防渗水等优势在地下车库中广泛应用。由于施工场地的限制,车库顶板往往作为堆载场地和临时行车道,设计中未考虑施工行车荷载,施工单位必须对设计配筋进行计算复核,确定支撑回顶方案。 [关键词]:无梁楼

  [摘要]:近年来,无梁楼盖因其净空高度大,楼板厚度大防渗水等优势在地下车库中广泛应用。由于施工场地的限制,车库顶板往往作为堆载场地和临时行车道,设计中未考虑施工行车荷载,施工单位必须对设计配筋进行计算复核,确定支撑回顶方案。

  [关键词]:无梁楼盖;有限元;支撑回顶

华东公路

  1引言

  无梁楼盖结构形式因其内部没有梁净空大,楼板较厚,自防水性能好等优势在地下车库中广泛应用。受施工场地限制,车库顶板往往作为施工堆载场地和混凝土罐车等施工机械的行车道使用。结构设计中通常将车库顶板的施工荷载按照5KN/m2考虑,堆载荷载如果超过此值就需要做计算校核。施工中的行车道荷载,设计时并未考虑,需要施工单位根据行车道荷载的大小、路径进行受力分析,与原设计配筋进行比较,最终确定支撑回顶方案。本文以一具体工程实例,详细介绍利用madisCivil软件对支撑回顶进行有限元分析计算,确保结构安全。

  2工程实例

  2.1工程概况

  项目名称:山湖郡苑;项目地点:天津市蓟州区;项目总建筑面积260731m2,地下建筑面积56942m2,地上建筑面积203789m2;地下车库顶板采用无梁楼盖结构形式,柱网尺寸为8.4mx8.4m,顶板厚度为400mm,柱帽平面尺寸为2.8mx2.8m,柱帽厚度为300mm。行车道走车荷载为55吨,主要技术指标。

  2.2行车道路径优化原则

  多利用施工道路,少利用车库顶板尽量布置在消防车道处宜尽量布置在柱帽处。尽量避开后浇带,无法避开时,行车道应横穿后浇带,与后浇带平行时不宜布置在同一柱间内优化前后的部分行车道布置。

  2.3初步确定支撑回顶方案

  根据以往项目经验,初步确定支撑回顶方案,本项目行车道宽度为4m,采用48x3.5钢管,立杆间距为1.2x1.2米,支撑宽度为6米。

  2.3MidasCivil计算

  1)建模选择受力最不利位置按照项目实际情况将柱、柱帽、板依次建模,建模时行车道宽度方向两侧外扩不少于一跨,行车道长度方向建模数量不少于四跨。各构件建模完成后,利用“自动网格”命令对板单元进行分割,板单元分割的数量越多,计算精度越高,对计算机内存要求也越高,为了准确确定支撑回顶立杆的位置,一般网格分割间距按照支撑回顶间距进行。网格划分完成后,将圆钢管布置到模型中。

  2)分界条件Midas计算必须确定竖向构件的边界条件,边界条件的准确建立是计算正确与否的关键因素,本模型要确定框架柱、圆钢管的边界条件。柱子按照刚接考虑,圆钢管按照铰接考虑,Midas中竖向构件与水平构件在模型中均为梁单元,对圆钢管可在“释放梁端约束”中选择“铰-铰”。

  3)荷载输入行车道荷载包括:自重、施工堆载荷载、车辆荷载。自重按照恒载输入,Z向输入-1;施工堆载荷载按照活载在压力荷载中输入,一般取5KN/m2,输入荷载注意方向垂直向上取正值,方向垂直向下取负值。Midascivil中车辆荷载按照移动荷载输入,具体布置流程如下:定义车道面车道宽度为4m;“车轮距离”按车辆实际情况填写,本例中为1.8m;“偏心距离”的输入,蓝色虚线为车道中心线的位置,Start-End为车道单元,以顺车道方向为基准,当车道中心线在车道单元的左侧时,偏心距离a为负值,右侧时为正值。

  当“选择”中两点(车道起点和终点)分别为车道中心线的起点和终点时,此值为0,“桥梁跨度”用来确定公路及城市桥梁设计规范中车道荷载集中力Pk的大小及车道纵向折减系数,本例中不涉及车道荷载,此参数不起作用;“选择”在模型中选取车道中心线的起点和终点;其他参数取默认值定义车辆荷载可以添加标准车辆,主要包括各个规范中的荷载,另外也可以采用用户自定义的方法进行定义,主要包括汽车荷载、列车/特殊荷载、人群荷载。

  本例中只是进行车辆荷载的分析,不涉及车道荷载,需要用户根据车辆参数信息自定义荷载定义移动荷载工况定义移动荷载工况,主要是将车辆荷载加载到车道上,然后进行计算分析,本例中只有一个移动荷载,即只有一个子荷载工况,“组合选项”中选择“单独”;点击添加,即可弹出“子荷载工况”对话框,首先选择“车辆组”下拉选项中的车辆荷载:“系数”选项表示对移动荷载分析结果进行放大或折减,本例中取默认值1,“加载的最少车道数”和“最多车道数”均选择1。

  4)运行计算与结果分析前处理阶段完成后,运行程序进行计算,计算完成后点击“荷载组合”,弹出荷载组合对话框,选择“自动生成”荷载组合。在结果中查看在最不利荷载工况下的板内力计算结果,记录跨中和支座处板最大内力,以备在理正中计算配筋。本例中支座负弯矩最大值为400KN.M,跨中最大正弯矩为110KN.M4理正验算配筋依据MidasCivil中的内力计算结果,用理正小软件计算截面配筋,截面宽度取1000mm,截面高度取为板厚。由于车辆荷载为施工期间临时荷载,可以不考虑无梁楼盖的裂缝问题。

  将理正中的配筋结果与原结构设计图纸中的配筋进行比较,当理正中计算结果小于设计图中配筋,说明支撑回顶间距满足要求,当理正计算结果中的配筋大于设计图中配筋时,说明回顶间距过大,不满足行车要求,需要调整回顶方案,重新进行建模计算。本例中,经计算,支座和跨中处配筋均满足要求,支撑方案可行。

  3结语

  近年来,越来越多的地下车库顶板采用无梁楼盖的结构形式,无梁楼盖的受剪和受冲切力较大,近来因受冲切承载力不足而引发工程问题的事例常有发生,当无梁楼盖作为施工车辆通道时,必须进行支撑回顶加固,本文通过一具体工程实例,详细介绍了MidasCivil计算无梁盖楼行车道的方法,相比MidasGen前者对移动荷载的输入更准确,且计算中考虑应用荷载影响线计算最不利位置的最大内力,计算结果更准确,更具有指导意义。

  参考文献《建筑结构荷载规范》GB50009-2015《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015

  作者:张利民

  公路论文投稿刊物:《华东公路》本刊1978年创刊,为华东地区公路科技情报网网刊。由安徽省交通厅主办,国内外公开发行,技术类科技期刊。主要栏目:公路、桥梁、隧道、材料、机具、交通工程、养护管理、微机应用等。服务对象:从事公路工程勘察、设计、施工、科研、养护、监理等工作的技术管理人员;城建、市政、机场、地矿、煤炭等部门的科研人员及相关专业的大中专院校师生。