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文章來源:明哥的港式建筑筆記
這篇是最近工作學(xué)到的筆記,探索一下HK是如何算樓板上面的局部荷載的。
1、在REVIT劃分樓板,注意邊界,并且標上樓板的序號,樓板是單向還是雙向,這步驟比較重要,因為它決定了計算方式。還需要畫上樓板上面的墻體(產(chǎn)生局部荷載的原因)和混凝土填充(也就是HK所稱的CONCRETE FILL),在這里,樓板上面的墻體使用WL快捷鍵畫,混凝土填充用注釋畫。
2、把需要計算局部荷載的樓板,也就是有墻體和混凝土填充的樓板,復(fù)制到計算局部荷載PartitionLoad的另外一個RVT當中,這里以屋面樓板RS16為例子。并標上參照平面的線,作為后面尺寸標注的輔助線,也方便我們觀察。
3、擴大樓板的計算長度和計算寬度,兩邊可以各增加X和Y,至于X和Y這個數(shù)值,在HK一般取用樓板厚度的一半或者梁寬度的一半中的較少值,這個例子取用梁寬度一半,也就是150mm,擴大樓板計算長寬度可增加安全性。
4、可以刪掉原有的輪廓,并且用另外一種填充來表示。墻體加上A序號,代表著墻體A,混凝土填充物加上B序號,代表著混凝土填充物B,然后利用參照平面,把混凝土填充物區(qū)域和傾斜的墻體拉直,這里為了方便計算,采用了等效計算假定,所以才會這樣做,然后標上跨度L,墻體長度a,墻體邊緣距離板邊長度x和c,還有e,那這些字母代表什么呢?是關(guān)于局部荷載計算的。
5、局部荷載計算公式的示意圖如下圖所示,左邊公式計算的是橫向的情況。
在這里,因為在跨度方向L的樓板上面,墻體A是平行于跨度方向的,所以我們采用左邊的計算示意圖,在這里墻體A屬于磚墻,因此容重是22KN/立方米
所以墻體A線荷載就是22X3(高度)X0.15(厚度)=9.9KN/m,跨度L=2.33m。由圖中可得知,x=0m, a=2.33m,所以e=x+a/2 =1.165m, 而c=L-x-a=0m,然后開始算有效寬度,它的存在,是因為墻體的重量不但攤分在跨度方向上,還攤分在了與跨度垂直的方向上面,而且不同的形狀采用不同的有趣公式。
在這里,有效寬度的一半減去墻厚表示為y',y'=1.2 e ( 1 - e/L )=0.699m,因為z大于y',z并不存在,一般在墻體很接近非跨度方向樓板邊的時候才存在,所以有效寬度y就是2倍的y'加上墻體的厚度:2X0.699+0.15=1.548m,這個時候,如果把墻體的重量看作是一個集中荷載壓在中心位置,那么集中荷載的大小就是PA =9.9X2.33=23.067KN,再把這個數(shù)除以有效寬度y,就可以得出14.9KN/m這個跨度方向的有效線荷載(類似橄欖球一樣的原理)。
然后,再讓這個有效線荷載所造成的彎矩,等效于整個跨度方向的最大彎矩。于是代入這條公式Mmax=1/8 x UDL x (L的平方)= ((PA/y) x e/L ) x (c + a x e/(2 x L))
這條公式來源于建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊,上方有局部均布荷載的情況,得出的結(jié)果是6.4kpa,這個荷載是放在配筋計算的恒荷載DEAD LOAD中的。
至于混凝土填充物B的計算方法,本質(zhì)上也是一樣的,不過參數(shù)就需要調(diào)整,只不過把容重變成25kN /立方米,高度變成0.3米,厚度變成1.31米而已,而DEADLOAD可以直接使用25kN / 立方米乘以高度0.3米=7.5kpa求出來。
那么問題來了,如果右邊的計算簡圖呢?跟跨度方向垂直又應(yīng)該如何計算呢?
在這里選擇RS5作為例子,因為墻體A屬于磚墻,因此容重是22KN/立方米,所以墻體A的線荷載也是22X3(高度)X0.15(厚度)=9.9KN/m,跨度L=3.55m,由圖中可得知e=1.725m,a=10.205m,有效寬度的一半減去墻厚表示為y',y'=1.2 e ( 1 - e/L )=1.064m,這里z靠墻,所以z=0 m,所以有效寬度就是y=a=10.205m,這個時候,如果把墻體的重量看作是一個集中荷載壓在中心位置,那么有效線荷載就是9.9X10.205/10.205=9.9KN/m。
然后,再讓這個有效線荷載所造成的彎矩,等效于整個跨度方向的最大彎矩。于是代入這條公式:Mmax=1/8 x UDL x (L的平方)= ((PA/y) x e x (L-e) /L )
這條公式的后半部分跟此前的不同,也是來源于建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊里的。
得出是5.57kpa,這個荷載是放在配筋計算的恒荷載DEAD LOAD中的,上述就是兩種情況計算方法了,實際中HK工程師會用EXCEL快速填數(shù)據(jù)計算。
局部荷載是非常重要的,看完單向板,那么雙向板的局部荷載又有何不同呢?其實區(qū)別是不大的,只不過把兩個方向都算一次,再取大的那個數(shù)值而已。
先來看看左邊的第一種情況,容重是22KN/立方米,墻體A線荷載為22X3.04(高度)X0.15(厚度)=10.04KN/m,跨度L=2.33m,由圖中可得知,x=0m,a=3.15m, 所以e=x+a/2=1.575m, 而c=L-x-a=0m,在這里,有效寬度的一半減去墻厚表示為y',y'=1.2 e ( 1 - e/L )=0.945m,因Z小于y',所以z是存在的,是墻體A到樓板跨度垂直方向的邊緣的距離,所以有效寬度y就是y'加上墻體的厚度再加上Z=320mm,結(jié)果是1.415m,這個時候,如果把墻體的重量看作是一個集中荷載壓在中心位置,那么集中荷載的大小就是PA =10.04X3.15=31.626KN,再把這個數(shù)除以有效寬度y,就可以得出22.35KN/m這個跨度方向的有效線荷載。
然后,再讓這個有效線荷載所造成的彎矩,等效于整個跨度方向的最大彎矩
于是代入這條公式,Mmax=1/8 x UDL x (L的平方)= ((PA/y) x e/L ) x (c + a x e/(2 x L)),得出的結(jié)果是7.1kpa,這個荷載是放在配筋計算的恒荷載DEADLOAD當中的
那么右邊的情況,墻體A的線荷載也是10.04KN/m,跨度則為L=2.45m,由圖中可得知,e=0.4m,a=3.15m, 有效寬度的一半減去墻厚表示為y',這里因為A兩邊都靠著垂直于跨度方向樓板的邊緣,所以有效寬度就是y=0m,那么有效線荷載就是10.04X3.15/3.15=10.04KN/m
然后,再讓這個有效線荷載所造成的彎矩,等效于整個跨度方向的最大彎矩,于是代入這條公式:Mmax=1/8 x UDL x (L的平方)= ((PA/y) x e x (L-e) /L )得出的結(jié)果是4.48kpa,因為7.1比4.48kpa大,所以取7.1放在配筋計算當中
因此,單向板和雙向板計算有異同之處,下一節(jié)就來看看HK的樓板配筋計算
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