首页 > 学术百科

SAP2000混凝土壳、混凝土板的配筋设计

SAP2000混凝⼟壳、混凝⼟板的配筋设计

C OMPUTER AN

D S TRUCTURE, I NC., J ANUARY 2014

晋城市煤炭工业局技术说明

混凝⼟壳的配筋设计

背景

SAP2000软件实现了混凝⼟壳的配筋设计，依据的原理是DD ENV 1992-1-1 1992 Eurocode 2：Design of Concrete Structures。

通常，板壳单元具有⼋个内⼒结果。采⽤软件的术语，它们分别是：

三个膜内⼒分量：f11、f22和f12

两个弯矩分量：m11和m22

⼀个扭矩分量：m12

两个横向剪⼒分量：v13和v23。

基于设计⽬的，程序将板壳视为由两层以钢筋层中⼼⾯的外层和⼀层⾮开裂的核⼼混凝⼟层所构成，也称为“三明治模型”。三明治模型的表⾯（即外层）假定承受弯矩和膜内⼒，横向剪⼒由核⼼层承担，如图1所⽰。软件的设计算法假定核⼼层不出现斜裂缝，这样核⼼层处于纯剪状态，因此横向剪⼒不会对三明治表⽪的平⾯内⼒造成影响。所以，不需要横向钢筋，⽽且⾯内钢筋也不会由于考虑横向剪⼒⽽增加。软件按下述步骤来进⾏混凝⼟壳设计：

图1：板壳单元——三明治模型

1.如图1所⽰，板壳的两个外层位于钢筋层的中⾯。

2.每个层厚度取为下⾯的较⼩值：

两倍于到钢筋中⼼的混凝⼟保护层厚度

两倍于板中⼼⾯⾄钢筋中⼼的距离

3.六个合成内⼒，f11、f22、f12、m11、m22和m12，转换为纯膜内⼒N11、N22和N12，

分别作⽤在顶部和底部的钢筋层中⼼⾯。从⼒矩到⼒的转换中，⼒臂取为外部钢筋

层的距离。

4.根据Eurocode 2-1992的规定对每⼀层进⾏计算：钢筋内⼒ND es1和ND es2，混凝⼟

主压⼒Fc1和Fc2，混凝⼟主压应⼒Sc1和Sc2。

5.钢筋内⼒转换成单位宽度的钢筋⾯积Ast1和Ast2，采⽤相应的钢筋应⼒和应⼒折减

系数。

内⼒转换为等效膜⼒的基本⽅程

对于给定的混凝⼟壳单元，变量?、Ct1、Ct2、Cb1和Cb2都是常数，是由⽤户指定的单元截⾯属性。如果这些参数为零，将混凝⼟壳厚度?的10%作为缺省值指定给这些参数。采⽤如下计算：

利⽤下述转换⽅程，将分析得到的六个内⼒转换为等效的膜内⼒：

设计内⼒⽅程和相应的钢筋量

根据Eurocode 2-1992，对每⼀层的两个⽅向的设计内⼒通过下列⽅程来从等效膜内⼒获得。下列⽅程中，F11、F22、F12、ND es1和ND es2都是临时变量。

对于顶部钢筋层：

对于底部钢筋层：

如果ND es1或ND es2⼩于零，采⽤下述限制：

采⽤壳单元指定的混凝⼟材料属性中的钢筋应⼒及应⼒折减系数?s，利⽤前述⽅程，就可以将设计内⼒转换为钢筋量（即，单位宽度上的钢筋⾯积）。应⼒折减系数总假定为0.9，钢筋⾯积为：

壳单元的主压⼒和主应⼒

前⾯得到的混凝⼟主压⼒⽤来计算顶层和底层的主压应⼒，如下：

符号

混凝⼟壳钢筋设计算法采⽤到如下变量：

Ast1(bot)底层局部1轴⽅向所需的钢筋量

Ast1(top)顶层局部1轴⽅向所需的钢筋量

Ast2(bot)底层局部2轴⽅向所需的钢筋量

Ast2(top)顶层局部2轴⽅向所需的钢筋量

Cb1平⾏于⽅向1的截⾯底⾄底层钢筋中⼼的距离Cb2平⾏于⽅向2的截⾯底⾄底层钢筋中⼼的距离Ct1平⾏于⽅向1的截⾯顶⾄顶层钢筋中⼼的距离Ct2平⾏于⽅向2的截⾯顶⾄顶层钢筋中⼼的距离d1⽅向1的⼒臂

d2⽅向2的⼒臂

d min d1和d2的较⼩值

db1平⾏于⽅向1的截⾯中⾯⾄底层钢筋中⼼的距离db2平⾏于⽅向2的截⾯中⾯⾄底层钢筋中⼼的距离db min db1和db2的较⼩值

dt1平⾏于⽅向1的截⾯中⾯⾄顶部钢筋中⼼的距离dt2平⾏于⽅向2的截⾯中⾯⾄顶层钢筋中⼼的距离dt min dt1和dt2的较⼩值f11局部1轴的膜正内⼒

教育与社会的关系法国社会学f12⾯内的膜剪⼒

f22局部2轴的膜正内⼒

Fc(bot)底层的主压⼒

价值规律的基本内容Fc(top)顶层的主压⼒

f y钢筋的屈服应⼒

混凝⼟壳单元的厚度

m11局部1轴的板弯矩

连云港核废料处理

m12板扭矩

m22局部2轴的板弯矩

能量管理系统

N11(bot)底层局部1轴⽅向的等效膜正内⼒

N11(top)顶层局部1轴⽅向的等效膜正内⼒

N12(bot)底层的等效膜⾯内剪⼒

N12(top)顶层的等效膜⾯内剪⼒

N22(bot)底层局部2轴⽅向的等效膜正内⼒

N22(top)顶层局部2轴⽅向的等效膜正内⼒

NDes1(bot)底层局部1轴⽅向的设计内⼒

NDes2(bot)底层局部2轴⽅向的设计内⼒

NDes1(top)顶层局部1轴⽅向的设计内⼒

NDes2(top)顶层局部2轴⽅向的设计内⼒

Sc(bot)底层的主压应⼒

Sc(top)顶层的主压应⼒

s钢筋应⼒折减系数

参考⽂献

DD ENV 1992-1-1: 1992 – Eurocode 2: Design of Concrete Structures, Part 1. General rules and rules for buildings.

附录：壳单元的内⼒与应⼒表达（摘录⾃CSI分析参考⼿册）壳单元内⼒（也称为应⼒合⼒）是在整个单元厚度积分应⼒⽽得的⼒和弯矩。对于均匀

壳这些内⼒为：

膜正内⼒：

膜剪内⼒：

板弯矩：

板扭矩：

板横向剪⼒：

其中x3代表从单元中间⾯计量的厚度坐标，从单元的中⾯起算，th是膜厚度，thb是板弯曲厚度。对于分层壳，定义⽅式相同，为所有层应⼒的积分，x3总是从参考⾯起算。

要注意的是，这些应⼒合⼒是平⾯内单位长度的⼒和弯矩。它们存在于单元中⾯的每⼀

点。对于均匀厚壳（Mindlin/Reissner）公式和分层壳，剪切应⼒直接由剪切变形计算得出。对于均匀薄板，剪切变形假定为

本文发布于:2024-09-21 17:43:45，感谢您对本站的认可！

本文链接：https://www.17tex.com/xueshu/615435.html

上一篇：浅析SAP2000在地铁车站平面和整体计算中的应用

下一篇：Sap2000地震作用的实现

标签：钢筋混凝单元设计

留言与评论（共有 0 条评论）