钢筋混凝土厚板的有限元计算

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土厚板的有限元计算
口熊海明覃龙寿～Xiong Haiming Qin Longshou
> 建筑结构
【摘要】钢筋混凝土梁板设计中，通过传统计算方法和有限元计算方法的分析，说明利用
有限元计算，考虑混凝土厚板的平面外刚度因素，将厚板参与整体计算，能有效降低梁
板设计的用钢量。
【关键词】钢筋混凝土；厚板；有限元计算
【文章编号】1672—7045(2011)01—0079—04 【中图分类号l TU375 【文献标识码】A
№ 瞻l：Compared with traditional calculation．this paper shows advantages of
finite element calculation to reduce steel consumption in design of reinforced
concrete beam and slab．
K~m 'lk：reinforced concrete；thick slab；finite element calculation
随着城市化的进程，汽车日益普
及，越来越多的住宅小区建造大型的
地下车库，以满足汽车停放的要求。
地下车库一般采用钢筋混凝土框架结
构，顶板采用混凝土现浇屋盖。随着
荷载的增多，加上人防、防水等要
求，钢筋混凝土楼板必须加厚，顶板
一般厚度为200ram～300ram，楼板
的厚度增加后，平面外刚度增大，传
力模式也发生了变化，用传统的简化
计算方式，无法反映这个特点，会导
致梁板配筋严重偏大；采用有限元计
算，能真实模拟厚板的实际情况，大
量减少配筋，取得良好的经济效益。
本文通过对比计算，讨论传统计算方
法和有限元计算方法的差别。
假设一个双向5跨8m X 8m的柱
网，上覆土1．2rn(恒载取22kN／m ，
混凝土梁板自重程序自动计算)，活
载3．5kN／m ，混凝土强度C30，受力
钢筋用HRB 400，梁3 50mm ×
800mm，柱子500mm×500mm，楼
板厚300mm。结构布置见图1。
1传统计算方法
传统的计算方式不考虑楼板对结
构的有利贡献，楼板仅当作传递荷载
的构件，将楼板自重、板面荷载传至
梁上，再由梁传至柱子，梁柱进行整
体计算，楼板另外查表计算。楼板受
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图1 结构平面布置图
图2传统楼板受力导荷图
力导荷如图2。
从图2可以看到，荷载按45。角划分传递，传到
梁跨中的荷载是最多的，这种方式在板厚较薄时是
适用的。但板厚增大后，平面外刚度增大，且由于
柱顶、梁端竖向刚度大，荷载并不是严格遵循板一
梁一柱的传递顺序。
2 有限元计算方法
采用中国建筑科学研究院的PKPM—PMSAP软
件，能运用有限元网格细分楼板，采用多边形楼板
单元，楼板的面内外刚度分别南平面应力膜和弯曲
板进行模拟，可以很好地体现楼板的真实变形和受
力状态，即在计算中用弹性板3模拟厚板，这样能
比较准确地考虑楼板对结构整体性能的影响，还可
以得出楼板的应力及配筋，更符合结构实际受力情
况。计算模型、网格划分见图3。