淺談MidasCivil計算無梁樓蓋行車道方法

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2020-05-21 11:14

本文摘要：[摘要]：近年來，無梁樓蓋因其凈空高度大，樓板厚度大防滲水等優(yōu)勢在地下車庫中廣泛應(yīng)用。由于施工場地的限制，車庫頂板往往作為堆載場地和臨時行車道，設(shè)計中未考慮施工行車荷載，施工單位必須對設(shè)計配筋進行計算復(fù)核，確定支撐回頂方案。 [關(guān)鍵詞]：無梁樓

　　[摘要]：近年來，無梁樓蓋因其凈空高度大，樓板厚度大防滲水等優(yōu)勢在地下車庫中廣泛應(yīng)用。由于施工場地的限制，車庫頂板往往作為堆載場地和臨時行車道，設(shè)計中未考慮施工行車荷載，施工單位必須對設(shè)計配筋進行計算復(fù)核，確定支撐回頂方案。

　　[關(guān)鍵詞]：無梁樓蓋;有限元;支撐回頂

建筑施工

　　1引言

　　無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式因其內(nèi)部沒有梁凈空大，樓板較厚，自防水性能好等優(yōu)勢在地下車庫中廣泛應(yīng)用。受施工場地限制，車庫頂板往往作為施工堆載場地和混凝土罐車等施工機械的行車道使用。結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常將車庫頂板的施工荷載按照5KN/m2考慮，堆載荷載如果超過此值就需要做計算校核。施工中的行車道荷載，設(shè)計時并未考慮，需要施工單位根據(jù)行車道荷載的大小、路徑進行受力分析，與原設(shè)計配筋進行比較，最終確定支撐回頂方案。本文以一具體工程實例，詳細介紹利用madisCivil軟件對支撐回頂進行有限元分析計算，確保結(jié)構(gòu)安全。

　　22工程實例

　　2.2.1工程概況

　　項目名稱：山湖郡苑;項目地點：天津市薊州區(qū);項目總建筑面積260731m2，地下建筑面積56942m2，地上建筑面積203789m2;地下車庫頂板采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式，柱網(wǎng)尺寸為8.4mx8.4m，頂板厚度為400mm，柱帽平面尺寸為2.8mx2.8m，柱帽厚度為300mm。行車道走車荷載為55噸。

　　2.2.2行車道路徑優(yōu)化原則

　　多利用施工道路，少利用車庫頂板盡量布置在消防車道處宜盡量布置在柱帽處。盡量避開后澆帶，無法避開時，行車道應(yīng)橫穿后澆帶，與后澆帶平行時不宜布置在同一柱間內(nèi)優(yōu)化前后的部分行車道。

　　2.2.3初步確定支撐回頂方案

　　根據(jù)以往項目經(jīng)驗，初步確定支撐回頂方案，本項目行車道寬度為4m，采用48x3.5鋼管，立桿間距為1.2x1.2米，支撐寬度為6米。

　　2.3MidasCivil計算

　　1)建模選擇受力最不利位置按照項目實際情況將柱、柱帽、板依次建模，建模時行車道寬度方向兩側(cè)外擴不少于一跨，行車道長度方向建模數(shù)量不少于四跨。各構(gòu)件建模完成后，利用“自動網(wǎng)格”命令對板單元進行分割，板單元分割的數(shù)量越多，計算精度越高，對計算機內(nèi)存要求也越高，為了準確確定支撐回頂立桿的位置，一般網(wǎng)格分割間距按照支撐回頂間距進行。網(wǎng)格劃分完成后，將圓鋼管布置到模型中。

　　2)分界條件Midas計算必須確定豎向構(gòu)件的邊界條件，邊界條件的準確建立是計算正確與否的關(guān)鍵因素，本模型要確定框架柱、圓鋼管的邊界條件。柱子按照剛接考慮，圓鋼管按照鉸接考慮，Midas中豎向構(gòu)件與水平構(gòu)件在模型中均為梁單元，對圓鋼管可在“釋放梁端約束”中選擇“鉸-鉸”。

　　3)荷載輸入行車道荷載包括：自重、施工堆載荷載、車輛荷載。自重按照恒載輸入，Z向輸入-1;施工堆載荷載按照活載在壓力荷載中輸入，一般取5KN/m2，輸入荷載注意方向垂直向上取正值，方向垂直向下取負值。Midascivil中車輛荷載按照移動荷載輸入，具體布置流程如下：定義車道面車道寬度為4m;“車輪距離”按車輛實際情況填寫，本例中為1.8m;“偏心距離”的輸入，藍色虛線為車道中心線的位置，Start-End為車道單元，以順車道方向為基準，當車道中心線在車道單元的左側(cè)時，偏心距離a為負值，右側(cè)時為正值。

　　當“選擇”中兩點(車道起點和終點)分別為車道中心線的起點和終點時，此值為0，“橋梁跨度”用來確定公路及城市橋梁設(shè)計規(guī)范中車道荷載集中力Pk的大小及車道縱向折減系數(shù)，本例中不涉及車道荷載，此參數(shù)不起作用;“選擇”在模型中選取車道中心線的起點和終點;其他參數(shù)取默認值定義車輛荷載可以添加標準車輛，主要包括各個規(guī)范中的荷載，另外也可以采用用戶自定義的方法進行定義，主要包括汽車荷載、列車/特殊荷載、人群荷載。

　　本例中只是進行車輛荷載的分析，不涉及車道荷載，需要用戶根據(jù)車輛參數(shù)信息自定義荷載定義移動荷載工況定義移動荷載工況，主要是將車輛荷載加載到車道上，然后進行計算分析，本例中只有一個移動荷載，即只有一個子荷載工況，“組合選項”中選擇“單獨”;點擊添加，即可彈出“子荷載工況”對話框，首先選擇“車輛組”下拉選項中的車輛荷載：“系數(shù)”選項表示對移動荷載分析結(jié)果進行放大或折減，本例中取默認值1，“加載的最少車道數(shù)”和“最多車道數(shù)”均選擇1。

　　4)運行計算與結(jié)果分析前處理階段完成后，運行程序進行計算，計算完成后點擊“荷載組合”，彈出荷載組合對話框，選擇“自動生成”荷載組合。在結(jié)果中查看在最不利荷載工況下的板內(nèi)力計算結(jié)果，記錄跨中和支座處板最大內(nèi)力，以備在理正中計算配筋。本例中支座負彎矩最大值為400KN.M，跨中最大正彎矩為110KN.M4理正驗算配筋依據(jù)MidasCivil中的內(nèi)力計算結(jié)果，用理正小軟件計算截面配筋，截面寬度取1000mm，截面高度取為板厚。

　　由于車輛荷載為施工期間臨時荷載，可以不考慮無梁樓蓋的裂縫問題。將理正中的配筋結(jié)果與原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙中的配筋進行比較，當理正中計算結(jié)果小于設(shè)計圖中配筋，說明支撐回頂間距滿足要求，當理正計算結(jié)果中的配筋大于設(shè)計圖中配筋時，說明回頂間距過大，不滿足行車要求，需要調(diào)整回頂方案，重新進行建模計算。本例中，經(jīng)計算，支座和跨中處配筋均滿足要求，支撐方案可行。

　　3結(jié)語

　　近年來，越來越多的地下車庫頂板采用無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式，無梁樓蓋的受剪和受沖切力較大，近來因受沖切承載力不足而引發(fā)工程問題的事例常有發(fā)生，當無梁樓蓋作為施工車輛通道時，必須進行支撐回頂加固，本文通過一具體工程實例，詳細介紹了MidasCivil計算無梁蓋樓行車道的方法，相比MidasGen前者對移動荷載的輸入更準確，且計算中考慮應(yīng)用荷載影響線計算最不利位置的最大內(nèi)力，計算結(jié)果更準確，更具有指導(dǎo)意義。

　　施工技術(shù)論文投稿刊物：《建筑施工》(月刊)創(chuàng)刊于1979年，由上海建工(集團)總公司主辦。其內(nèi)容套萃精英、博采眾長,凸現(xiàn)中華建筑施工之大成,是中國自然科學建筑類核心期刊,近期又被評為"中國期刊方陣"的社會效益、經(jīng)濟效益好的"雙效"科技期刊。