板柱结构体系在PKPM中的参数应用

摘要：钢筋混凝土板柱结构体系具有空间大，使用灵活，能充分利用层高的优点，是冷库设计中常用的一种结构形式，可以使空间得到充足的利用，得到客户的一致好评。为了使大家在以后的设计中能够更好的对此结构体系的计算理论及计算参数有个大致的认识，为此我进行了一些说明，以供大家参考。

关键词：板柱结构体系PKPM应用

1计算原理

1.1概念说明：等代框架法是分析板柱结构内力的主要方法，等代框架法的实质是取一定宽度的楼板，当做“等代梁”，然后在两个方向分别计算平面框架。在竖向荷载作用下，等代梁的宽度一般取楼板的全宽。由竖向荷载产生的等代梁弯矩按照一定比例分配到柱上板带和跨中板带。

1.2整体计算时采用等代框架法，即在PMCAD建模时将楼板等代成宽扁的框架梁，并在SATWE软件中进行整体分析，得到在水平荷载作用下的内力值。

1.3楼板计算时将板带划分成柱上板带和跨中板带，采用有限元的方法计算竖向荷载的内力值。

1.4配筋计算时将水平和竖向荷载进行组合后，按照宽扁梁的方法进行配筋。

2等代梁宽度的取值

根据《钢筋混凝土升板技术规范》第6.2.5条的规定取值，或者按如下方法取值：

2.1等代梁两侧各取相邻房间跨度的1/4相加。

2.2当等代梁两端房间不等跨时，等代梁需按偏心布置。

3SLAB程序关于柱上板带宽度的两种取值方法

3.1按PM中输入的等代梁宽度与位置划分板带。若在PM-CAD中输入了等代框架梁，则建议选择此项。

3.2按升板规范自动划分板带。若在PMCAD中没有输入等代梁，而是输入的虚梁，则建议选择此项。多用于地下工程等只需要算竖向力而不需要算水平力时。

方法2注意事项：

①《升板规范》第3.3.5-1条规定：垂直荷载作用下等代框架的计算宽度，可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间的距离。

按照规范要求，计算垂直荷载作用下的内力时，其等代框架的宽度似应取相邻房间的各1/2跨度方向的距离。但实际上程序是按照

6.2.5条提供的方法划分的。

②当选择此项时，程序并没有完全按照《升板规范》的要求计算柱上板带宽度。其宽度计算方法实际上仅取了等代梁两边各1/4板跨方向，既没有考虑柱帽有效宽度的影响，也没有取两个公式的较小值。但程序允许设计人员人为调整柱上板带两边宽度的比例，设计人员可以根据工程实际情况对板带宽度进行适当代换。默认值为0.25。

4弹性楼板的定义

《高规》第5.3.3条规定：对于平板无梁楼盖，在计算中应考虑板的平面外刚度的影响，其平面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为扁梁计算。

在PMCAD中输入的是虚梁则在此需选择弹性板6（在SATWE或者SLABCAD中），如果在PMCAD中输入等代扁梁，则不需选择弹性板6。

5竖向荷载的输入

5.1由于PMCAD软件不能扣除梁板重叠部分的荷载值，这样在计算水平地震力时其地震作用下的重力荷载代表值将被重复计算。因此对于采用板柱体系的房间，应将恒载标准值输入0，以保证SATWE软件计算的地震力没有问题。

5.2进入到SLABCAD软件里，在“修改楼板”里的“板厚修改”中，输入均布恒载标准值（注意，07年6月份以后的光盘，该值应是扣除楼板自重的标准值）。

5.3SLABCAD程序规定当等代梁高度不大于板厚10mm时，不计算等代梁自重，这样可以避免等代梁与板重复部分重叠计算问题。

6水平荷载作用下内力的计算

6.1柱上板带的水平内力计算有SATWE软件按照等代梁的方式完成。而跨中板带由于其在水平力作用下的内力很小，因此忽略不计。

6.2由于等代梁在水平力作用下的计算跨度，程序取的是梁两端节点之间的距离，这对于梁梁端有柱帽的情况下其计算结果有偏差。

6.3若不算水平力或水平荷载较小，则可以不选择“读取SATWE选项”。

7竖向荷载作用下内力的计算

SLABCAD程序可以进行恒载、活载、人防荷载、竖向地震作用以及预应力荷载作用下的内力分析，可以完成板裂缝宽度和长期挠度的计算。

8内力组合计算

程序可以把SATWE软件计算的水平力和SLABCAD软件计算的竖向力按规范的要求进行组合，从这些组合中取最大值进行配筋计算。

9板厚的取值

9.1板厚与板长跨比对正、负弯矩在柱上板带和跨中板带上分配比例基本上没有影响。

9.2双向长宽比为1时，规定给出的弯矩分配比例系数可以采用，当长宽比不等于1时，只能在长跨方向上采用等代框架法，各种情况下的负弯矩在柱上板带和跨中板带分配比例比约在60%和40%；相应的正弯矩分配比例约为50%和50%。

9.3短跨方向上由于其弯矩大小不超过长跨方向的20%，因此可采用近似配筋方法，但需要主要短跨跨中板带全部承受正弯矩。

10破坏形式

10.1未布置一定数量的抗震墙，因而地震作用全由板柱框架承受。由于未布置抗震墙，此种结构的节点刚度又相对较弱，因此侧向位移常较大。由于它延性差，抗弯和变形能力很弱，再加上P-⊿效应，在强震时造成严重破坏甚至倒塌是很可能的。

10.2板柱节点处，楼板抗冲切能力差。在柱子周边板内，未设置抗冲切的钢筋，或设置得不恰当，节点处不平衡弯矩对楼板造成的附加剪应力未适当考虑，柱周边板的厚度不够，使抗剪箍筋不易充分发挥作用，或柱子纵筋在节点处滑移。

由于这些原因，在强震时使墙板产生冲切破坏，随之楼板坠落，造成巨大损失。

明白了板柱的破坏原因，采取相应有效的措施之后，板柱-抗震墙结构的抗震性能，将能有很大的提高，其设计强度也将提高。

11设计建议

11.1应布置足够数量的抗震墙（包括核心筒），墙的位置宜避免偏心。

11.2在房屋周边，应布置边梁，以形成周边框架。如在周边布置确有困难，则应在其他部位布置一定数量的框架梁，使结构形成板柱-框架-抗震墙的综合体系。此种布置，不属于抗震规范中的板柱-抗震墙结构。

11.3抗震墙的厚度不应小于180mm，且不应小于层高的1/20，底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm，且不应小于层高的1/16（可取层高及无支长度二者中较小值计算）。

11.4单片抗震墙的两端应设置端柱，楼层处应设置暗梁。筒体墙的端部应设置端柱或暗柱，楼层处应设置暗梁。

11.5抗震等级的选用：可比抗震规范表6.1.1中之“板柱-抗震墙结构”一栏所规定者，提高一级，但原为一级者，不必提高（房屋高度不超过抗震规范中的规定时，抗震等级不必提高）。

板柱结构体系在PKPM中的参数应用靳亚1孟帅2(1.新地能源工程技术有限公司石家庄能源化工技术分公司；2.河北省机械科学研究设计院)实用科技

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