淺談MidasCivil計(jì)算無(wú)梁樓蓋行車道方法

　　[摘要]：近年來(lái)，無(wú)梁樓蓋因其凈空高度大，樓板厚度大防滲水等優(yōu)勢(shì)在地下車庫(kù)中廣泛應(yīng)用。由于施工場(chǎng)地的限制，車庫(kù)頂板往往作為堆載場(chǎng)地和臨時(shí)行車道，設(shè)計(jì)中未考慮施工行車荷載，施工單位必須對(duì)設(shè)計(jì)配筋進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，確定支撐回頂方案。

　　[關(guān)鍵詞]：無(wú)梁樓蓋;有限元;支撐回頂

　　1引言

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

　　22工程實(shí)例

　　2.2.1工程概況

　　項(xiàng)目名稱：山湖郡苑;項(xiàng)目地點(diǎn)：天津市薊州區(qū);項(xiàng)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(kù)頂板采用無(wú)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(kù)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(kāi)后澆帶，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，行車道應(yīng)橫穿后澆帶，與后澆帶平行時(shí)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(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，初步確定支撐回頂方案，本項(xiàng)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(jì)算

　　1)建模選擇受力最不利位置按照項(xiàng)目實(shí)際情況將柱、柱帽、板依次建模，建模時(shí)行車道寬度方向兩側(cè)外擴(kuò)不少于一跨，行車道長(zhǎng)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(dòng)網(wǎng)格”命令對(duì)板單元進(jìn)行分割，板單元分割的數(shù)量越多，計(jì)算精度越高，對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存要求也越高，為了準(zhǔn)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(jìn)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(jì)算必須確定豎向構(gòu)件的邊界條件，邊界條件的準(zhǔn)確建立是計(jì)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?jiǎn)卧�，�?duì)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(fù)值。Midascivil中車輛荷載按照移動(dòng)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(shí)際情況填寫(xiě)，本例中為1.8m;“偏心距離”的輸入，藍(lán)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?yàn)榛鶞?zhǔn)，當(dāng)車道中心線在車道單元的左側(cè)時(shí)，偏心距離a為負(fù)值，右側(cè)時(shí)為正值。

　　當(dāng)“選擇”中兩點(diǎn)(車道起點(diǎn)和終點(diǎn))分別為車道中心線的起點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，此值為0，“橋梁跨度”用來(lái)確定公路及城市橋梁設(shè)計(jì)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(diǎn)和終點(diǎn);其他參數(shù)取默認(rèn)值定義車輛荷載可以添加標(biāo)準(zhǔn)車輛，主要包括各個(gè)規(guī)范中的荷載，另外也可以采用用戶自定義的方法進(jìn)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(jìn)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(dòng)荷載工況定義移動(dòng)荷載工況，主要是將車輛荷載加載到車道上，然后進(jìn)行計(jì)算分析，本例中只有一個(gè)移動(dòng)荷載，即只有一個(gè)子荷載工況，“組合選項(xiàng)”中選擇“單獨(dú)”;點(diǎn)擊添加，即可彈出“子荷載工況”對(duì)話框，首先選擇“車輛組”下拉選項(xiàng)中的車輛荷載：“系數(shù)”選項(xiàng)表示對(duì)移動(dòng)荷載分析結(jié)果進(jìn)行放大或折減，本例中取默認(rèn)值1，“加載的最少車道數(shù)”和“最多車道數(shù)”均選擇1。

　　4)運(yùn)行計(jì)算與結(jié)果分析前處理階段完成后，運(yùn)行程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后點(diǎn)擊“荷載組合”，彈出荷載組合對(duì)話框，選擇“自動(dòng)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(jì)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(jì)算配筋。本例中支座負(fù)彎矩最大值為400KN.M，跨中最大正彎矩為110KN.M4理正驗(yàn)算配筋依據(jù)MidasCivil中的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，用理正小軟件計(jì)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(shí)荷載，可以不考慮無(wú)梁樓蓋的裂縫問(wèn)題。將理正中的配筋結(jié)果與原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中的配筋進(jìn)行比較，當(dāng)理正中計(jì)算結(jié)果小于設(shè)計(jì)圖中配筋，說(shuō)明支撐回頂間距滿足要求，當(dāng)理正計(jì)算結(jié)果中的配筋大于設(shè)計(jì)圖中配筋時(shí)，說(shuō)明回頂間距過(guò)大，不滿足行車要求，需要調(diào)整回頂方案，重新進(jìn)行建模計(jì)算。本例中，經(jīng)計(jì)算，支座和跨中處配筋均滿足要求，支撐方案可行。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　近年來(lái)，越來(lái)越多的地下車庫(kù)頂板采用無(wú)梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式，無(wú)梁樓蓋的受剪和受沖切力較大，近來(lái)因受沖切承載力不足而引發(fā)工程問(wèn)題的事例常有發(fā)生，當(dāng)無(wú)梁樓蓋作為施工車輛通道時(shí)，必須進(jìn)行支撐回頂加固，本文通過(guò)一具體工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了MidasCivil計(jì)算無(wú)梁蓋樓行車道的方法，相比MidasGen前者對(duì)移動(dòng)荷載的輸入更準(zhǔn)確，且計(jì)算中考慮應(yīng)用荷載影響線計(jì)算最不利位置的最大內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)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(tuán))總公司主辦。其內(nèi)容套萃精英、博采眾長(zhǎng),凸現(xiàn)中華建筑施工之大成,是中國(guó)自然科學(xué)建筑類核心期刊,近期又被評(píng)為"中國(guó)期刊方陣"的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益好的"雙效"科技期刊。

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