技术周刊 | 坡屋面楼板的自重程序究竟是如何考虑的?

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坡屋面楼板的自重程序究竟是如何考虑的?

二零二一年第四十期

问题汇总:

Q1:按照《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》JGJ/T441-2019计算楼板舒适度时,程序根据标准3.1.3要求放大钢筋混凝土楼板弹性模量了吗?

Q2:程序中坡屋面楼板的自重是如何考虑的?如何考虑才能准确计算?

Q3:在吊车梁工具箱计算中,为什么吊车梁挠度限值是1/833.333,不是标准中轻级工作制吊车的挠度限值1/750?

Q4:在钢结构二维设计中,当模型中需要设置半龙门吊车时,吊车荷载应该如何在模型中考虑?

Q5:钢结构柱脚节点底板下在什么情况下需要设置抗剪键?

Q1:按照《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》JGJ/T441-2019计算楼板舒适度时,程序根据标准3.1.3要求放大钢筋混凝土楼板弹性模量了吗?

A:《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》JGJ/T441-2019中的3.1.3要求:舒适度计算时, 楼盖采用钢筋混凝土楼盖和钢-混凝土组合楼盖时,混凝土的弹性模量可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定数值分别放大1.20倍和1.35倍。SLABFIT程序默认对混凝土弹性模量放大1.2倍,并在舒适度验算计算书中输出放大系数,如下图所示:

Q2:程序中坡屋面楼板的自重是如何考虑的?如何考虑才能准确计算?

A:坡屋面楼板与水平面存在一定的屋面倾角,与水平楼板相比,在相同的投影面积下,其板面积实际面积更大,板自重更重,在自动计算板自重时需要进行处理,程序中的计算分为两部分,一是结构整体分析和计算,二是在板施工图中进行板计算。

在结构整体分析和计算时,正确形成的斜板房间程序根据楼板倾角确定房间荷载,进而导算到对应的梁上,以下面的坡屋面单向板为例:房间为5×10的单向板房间,板厚100mm,屋面倾角约为30。,仅考虑楼板自重,此时导算到梁上的荷载为:
5×10×25×0.1//2/10/cos30=7.216kN/m
与程序导算的结果是一致的。

图1 程序导算结果

在板施工图中进行楼板计算时,程序并不会考虑楼板倾角,仍然按照平板计算荷载和配筋,此时各个坡屋面房间楼板受力状态与实际情况差别很大,所以如果只是在板施工图中近似粗略考虑楼板配筋,此时可以在板施工图数据编辑中人工修改荷载,达到设计人员认为合适的数值。

图2 板施工图荷载编辑

Q3:在吊车梁工具箱计算中,为什么吊车梁挠度限值是1/833.333,不是标准中轻级工作制吊车的挠度限值1/750?

A:首先该吊车梁的跨度为15m,其上的吊车为轻级工作制,根据《钢结构设计标准》附录B.1.1注3规定“当吊车梁或吊车桁架跨度大于12m时,其挠度容许值[vT]应乘以0.9的系数。该吊车梁跨度大于12m,所以该吊车梁的挠度限值为1/750*0.9=1/833.333,是符合标准要求的。

图3 吊车梁跨度

Q4:在钢结构二维设计中,当模型中需要设置半龙门吊车时,吊车荷载应该如何在模型中考虑?

A:半龙门吊车作用在厂房中只需要考虑搭在刚架、排架柱上的受力,所以可以采用以下方式建模计算半龙门吊车:

在模型中根据半龙门吊车所在位置和吊车跨度,在厂房内侧或外侧建立与刚架牛腿高度等高的悬臂柱,然后根据吊车参数正常定义并布置桥式吊车,查看结果时则不需要考虑悬臂柱的结果,布置效果如下图所示:

图4 半龙门吊建模

Q5:钢结构柱脚节点底板下在什么情况下需要设置抗剪键?

A:高钢规8.6.2-4条规定:“钢柱底部的剪力可由底板与混凝土之间的摩擦力传递,摩擦系数取0.4;当剪力大于底板下的摩擦力时,应设置抗剪键,由抗剪键承受全部剪力;也可由锚栓抵抗全部剪力,此时底板上的锚栓孔直径不应大于锚栓直径加5mm,且锚栓垫片下应设置盖板,盖板与柱底板焊接,并计算焊缝的抗剪强度。当锚栓同时受拉、受剪时,单根锚栓的承载力应按下式计算:

门式刚架规范10.2.15条要求“带靴梁的锚栓不宜受剪,柱底受剪承载力按底板与混凝土基础间的摩擦力取用,摩擦系数可取0.4,计算摩擦力时应考虑屋面风吸力产生的上拔力的影响。当剪力由不带靴梁的锚栓承担时,应将螺母、垫板与底板焊接,柱底的受剪承载力可按0.6倍的锚栓受剪承载力取用。当柱底水平剪力大于受剪承载力时,应设置抗剪键。”

所以当柱底设计剪力V<0.4N 时,一般不需要设置抗剪键。当考虑的锚栓抗剪时,需要满足锚栓垫板的构造要求和轴力,剪力相关公式的要求时,也不需要进行设置抗剪键,只有上述条件都不满足时,才需要设置抗剪键。

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供稿 | 吴海楠  稿 | 刘孝国

编辑 汤天  责编张跃飞

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