楼板配筋计算的改进YJK

楼板配筋计算的改进

原来程序的楼板计算是以房间为单元进行的，每个房间分别计算，房间周边的支座状况按照既定规则设定，根据房间平面形状，矩形房间按照单向板、双向板的规则计算，多边形按照有限元法计算，计算出板的跨中和支座弯矩。在楼板计算参数中的“手册算法”即是按照这种方法计算的。

一、增加了有限元方法计算全层楼板的选项 在楼板计算参数中设置了“有限元方法”选项，勾选此项程序将把全层的所有楼板板块都按照有限元算法计算。有限元算法是楼板的准确算法，由于本程序具有较强的有限元计算分析能力基础，对楼板也提供了这种算法。

有限元算法计算时保持相邻楼板计算协调，因此能准确计算相邻板块不等跨、不同荷载、不同板厚的影响，还可考虑斜板等情况。软件对楼板采用分块计算，速度快、容量不受限 。

选择有限元算法后，软件自动对全层楼板自动划分单元，单元尺寸隐含为0.4米，设置的较小是为了得到足够的计算精度。该参数可以由用户修改。

对于计算结果，除了原来的按照房间跨中及各支座出给出弯矩、剪力的简图表示方法外，有限元计算结果还提供了等值线表示各方向弯矩的方式。下图分别为楼板的X向和Y向等值线图。

二、有限元法计算的支座配筋可避免超配的浪费

对于不等跨房间的楼板计算，有限元法考虑了各房间楼板的连续性，在支座处是其两边房间计算协调的同一的弯矩值，而手册算法对房间分别计算，支座处得到其两边房间分别计算出的两个不同的弯矩值，最终软件按照较大的弯矩值配筋，显然造成浪费。 以如下不等跨房间为例：

左图为按照手册算法的配筋结果，右侧是有限元法的配筋结果。对比圆圈中的支座配筋

可以看出，左侧按照手册算法时，支座两边得出了不同的差距很大的配筋结果，最终支座的配筋是取较大值的。而右侧有限元法支座两边的配筋是同一个值，比左边相同位置的配筋值要小得多，显然有限元的计算结果要经济合理得多。

大量算例表明，等跨间距楼板情况下，手册算法的弯矩、配筋结果和有限元法相同，不等跨房间楼板时有限元法的配筋结果比手册算法小。 三、增加板上集中力和线荷载的输入和计算功能

以前对于作用在板上的集中力或者板上的线荷载，需要将它们转化成板面均布荷载去计算楼板和导荷，这样做误差比较大。

在建模的荷载输入菜单下设置了“板间荷载”输入菜单，可输入作用于楼板中间位置的集中力或者线荷载，恒载和活荷载都有这种类型。

板间集中力是输入集中力数值和该集中力作用的矩形范围，软件将把该集中力分摊到矩形范围内的各个有限元单元上。布置板间集中力的方式类似于布置板上洞口的方式。 板间线荷载是输入均布值和它的分布宽度，布置线荷载是输入它的线段。 输入集中力和线荷载对话框如图。

软件对于输入了板间集中力或线荷载的房间按照有限元法求解内力。

软件对于输入了板间集中力或线荷载的房间的导荷计算，即向房间周边梁墙的导算，也采用了比较精细的模型，即梁墙承受的荷载将与该集中力或线荷载的距离成反比。 四、板的有限元计算可以考虑梁的刚度变形

以前软件计算楼板时假定支撑板的梁没有竖向变形，也不考虑梁的抗扭刚度，但实际上梁的弹性变形有时对楼板的内力有较大的影响。

YJK在楼板有限元选项下还设置了考虑梁弹性变形选项。

比较如下实例，看是否考虑梁的弹性变形对于板的弯矩结果的影响。

该工程中的梁为钢结构梁，它的柱梁和次梁的刚度相差较大。

上图为不考虑梁的弹性变形的结果，楼板计算是按照次梁围成的小房间连续计算的。下图为考虑了梁的弹性变形的结果，可以看出，与不考虑梁的弹性变形的结果相差较大，主梁上的支座弯矩增加很多，次梁上的支座弯矩减少很多，板底弯矩也增加很多，楼板的受力呈现出以主梁围成的大房间的受力状态。

因此，考虑梁的弹性变形在很多情况下是非常必要的。