梁刚度放大取值分析

2021-06-16 16:17
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梁刚度比变小取值定性分析


27#楼44层剪力墙结构对比:

T形梁、按规范取值、梁放大系数取2对结构的影响




T型梁

按规范标准取值

拖动弹性系数2


梁偏号

1

2

1

2

1

2

应力

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

裂痕长宽

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

按国家标准取值

扩大常数2

X

Y

X

Y

X

Y

地震来临力

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


层次机构机构可比性:

T型梁弯矩

按规范了取值弯矩

按梁弯曲刚度缩放公式2弯矩

T型梁剪力

按规范性取值剪力

按梁弯曲刚度扩大因子2剪力

T形梁配筋

按正规取值配筋

按梁钢度变成指数2配筋

按正规取值时梁的刚度公式图像放大公式

计算方法结论介绍:

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。

想关规定:

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。

阐述:

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、了解组成部分预制板角色变成T形梁,将构架梁抗弯承载能力乘于1.5~2.0的图像放大公式后,换算梁的配筋会增强,另加上板的建筑钢筋,使梁应力增强,即现场载重量力不小于梁端弯矩,故而,而对于防震品级保护为二、四级的部件(只是当部件防震品级保护为9度五级时,标准才要通过梁的实配螺纹钢筋反算柱端弯矩),按强度变大后梁的配筋设汁确立的是“强梁弱柱”。(抗规编著王亚勇)

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)

3、汶川四川地震灾害所造成的摧毁的经过一般都会柱端出来方面,而也不是梁空鼓,即制定都不存在构建“强柱弱梁”,四川地震灾害所造成的时需准许梁空鼓,出来铰钢度萎缩而能源消耗。

4、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。

论证:

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。