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板式楼盖柱帽裂缝事故的原因分析
flurry






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2011-11-25 13:59    顶部


单层框架,屋面板做的无梁楼盖实心板。
施工完成后即发现柱帽处有大量裂缝,且为普遍现象。原先用其他软件设计,现用STRAT进行计算复核,发现冲切不够,且原图的实际配筋相对与STRAT的计算数值偏小。请同行帮忙分析分析这种形态的裂缝到底属于什么原因造成的?
图一、“X向板面配筋计算值”(原图的配筋为12@100)



(引自佳构STRAT官方网站论坛, 链接:http://www.strat.cn/bbs/detail.asp?ID=2534)

flurry 修改于2011-11-25 15:06
flurry






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2011-11-25 14:01    顶部
图二、柱帽裂缝图(该图为向下俯视屋面,内框为柱区域,外框为柱帽区域。红色的线为描的裂缝走向图.)

flurry 修改于2011-11-25 15:07
flurry






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2011-11-25 14:01    顶部
管理员回复一:

这种结果,我们早就有预料,并在很多场合提醒过。这是现阶段板式楼盖设计中存在的问题,很典型。主要原因有如下几条:

1、一些软件,由于计算能力不足,计算速度慢,对板式楼盖的剖分密度不够。
  STRAT要求一个柱跨细分网格8~10格,实际工程中由于存在暗梁,实际剖分的密度往往达到10~15。
  而其他软件一个柱跨只有4~5网格,这严重影响计算精度。一些软件,网格剖分长度达到2m,还告诉工程师说“精度足够,因为软件有应力磨平技术”,这实质上是在“蒙外行”!
  最严重的是,根据“受力岛”设计理论,柱帽是受力主要部位,内力大,变化幅度大,因此STRAT对柱帽网格特别加密(一般柱帽的单元占整个楼盖的一半)。过粗的网格使柱帽分析严重失实,导致出现工程问题。
  

2、计算方法与最终配筋脱节。
  在受力岛理论提出之前,板式楼盖(空心板、实心板)按照等代梁法计算,钢筋非常大,非常不经济。在谢博士提出“受力岛”理论后,板式楼盖的配筋极大降低,显示料空心板、甚至实心板板式楼盖的经济优势。在多数大跨度、大荷载的情况下,能做到比普通梁式楼盖钢筋节省。
  “受力岛”理论的方法、观点逐渐被大家所接受,广泛用于实际工程。但是,现在问题走到了另外一个极端——已经认为板式楼盖配筋可以很小,不管用什么方法计算,只要配筋小,就是合理的、就是先进的!!
   很典型的方法,是利用用实心平板(几乎除STRAT软件之外的所有软件,南方某软件号称算空心板,实际上仍是实心板的模式)算空心板。能考虑加厚的柱帽,但不能考虑暗梁(因为考虑暗梁网格剖分他们无法处理)。得到的配筋,仍套用传统的“柱上板带、跨中板带”的概念,将跨中板带的钢筋的一半,配到暗梁内。——这种得到的钢筋很小,甚至比STRAT精确分析的结果还小!
  要知道,“柱上板带、跨中板带”是基于简化的等代梁方法的,既然用板单元计算,就不存在使用“柱上板带"的基础了。这种处理,缺乏基本的依据。

  最关键的,这种方法使的柱帽配筋偏小。与STRAT精确分析的结果相比,几乎相差一倍。下图是一个典型的工程实例,图纸钢筋,就是用其它软件按上述方法处理的结果。柱帽钢筋基本上是STRAT计算、配筋方法的一半!很幸运的是,该工程甲方准备重新做设计。
flurry






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2011-11-25 14:02    顶部
管理员回复二:
一个工程的图纸(非STRAT计算、设计)

flurry






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2011-11-25 14:06    顶部
管理员回复三:
另外,从上面贴图看,STRAT配筋分布,好像也也不是多数工程所体现出来的分布规律、特点。请检查STRAT计算模型,或将模型发过来,我们帮助检查。
flurry






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2011-11-25 21:49    顶部
管理员回复4:
   收到ewen1211的数据。
   结构概况: 9mx9m柱网,实心平板厚230,中间1300x1300柱帽,厚度290。荷载不大,恒载1.0,活载0.7,板自重另算。

   ewen的STRAT模型,仍然过于粗略。中间1300的柱帽,仅4块板单元,没有考虑柱截面域的影响,没有加附加梁。

   STRAT重新建模如下。柱帽剖分长度加密,考虑截面域影响,包含柱截面的附加梁。

flurry






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2011-11-25 21:50    顶部
管理员回复5:

STRAT计算得到的配筋云图如下(X向板顶)。按计算配筋,柱帽需要d18@100。

明显柱帽厚度不足,存在抗弯超限,并且抗冲切严重不足。

flurry






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2011-11-26 01:10    顶部
提请注意:板单元的计算,与梁单元的计算有很大的不同。

梁是精确单元,一个梁柱构件,用一个单元算,和多个单元算,结果是相同 。

板是近似单元,体现在其应力在单元内是直线。这样对于楼板,需要细分,及用多段直线,模拟弯矩的分布曲线。要达到工程“安全"的计算精度,需要达到一定的细分密度。

一般而言,板细分密度不足,将导致内力偏小,导致结构不安全!
紫金






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2012-4-8 20:35    顶部
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紫金






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