條帶法

條帶法

Hitlerborg在1956年根據下限方法提出了“條帶法”。隨後Hitlerborg同Kemp,Wood等將條帶法推廣到柱支承板和異形板的實際設計中。Hitlerborg於1982年又總結了所謂的“改進條帶法”,將條帶法套用於有凹角的,或內牆支承的板。用條帶法設計的板進行載入試驗是由Armer完成的,試驗結果證明用條帶法設計是安全的、令人滿意的。

條帶法的吸引力不僅在於它的簡便性、安全性和經濟性,更在於它提供了一種程式定式,使有經驗的工程師能直覺地遵守這種定式把鋼筋布置到最優的位置。條帶法鼓勵在需要的位置設定鋼筋加強帶,例如在洞口周圍和柱頂四周,使設計更經濟並且有可能減少在使用荷載下產生過量裂縫與過大撓度。

基本介紹

  • 中文名:條帶法
  • 外文名:strip coating method
  • 學科:數理科學
  • 類型:力學術語
  • 提出者:Hitlerborg
  • 優點:簡便、安全、經濟、程式定式
簡介,研究發展,板帶劃分方法,沿Y方向,沿x方向,

簡介

筏板劃分為相互垂直的條帶,條帶的分界線就是相鄰柱列間的中線,將各條帶假設為互不影響的基礎梁,按靜定法、倒梁法或其它方法可計算出條帶的內力。
條帶法
由於空間效應的影響,也就是說,受柱的影響,在同一個條帶內,彎矩沿頻寬並非均勻分。設計時,一般將67%的總彎矩分配給柱中線a/2 ( b/2)範圍部分,其餘33%分配給兩側寬 a/4( b/4)的邊緣部分。
條帶法計算比較簡單,但將一個整體的板分割為互無聯繫的條帶進行計算,顯然與筏板的實際變形及受力情況有出入的。

研究發展

Hitlerborg在1956年根據下限方法提出了“條帶法”。隨後Hitlerborg同Kemp,Wood等將條帶法推廣到柱支承板和異形板的實際設計中。Hitlerborg於1982年又總結了所謂的“改進條帶法”,將條帶法套用於有凹角的,或內牆支承的板。用條帶法設計的板進行載入試驗是由Armer完成的,試驗結果證明用條帶法設計是安全的、令人滿意的。
條帶法的吸引力不僅在於它的簡便性、安全性和經濟性,更在於它提供了一種程式定式,使有經驗的工程師能直覺地遵守這種定式把鋼筋布置到最優的位置。條帶法鼓勵在需要的位置設定鋼筋加強帶,例如在洞口周圍和柱頂四周,使設計更經濟並且有可能減少在使用荷載下產生過量裂縫與過大撓度。
根據彈性理論,邊長為dx和dy的一小塊板單元的控制平衡方程為:
其中:w一單位面積上的外荷載:
沿X方向和Y方向單位長度上的彎矩;
一單位長度上的扭矩。
條帶法的原則是假定沒有荷載是通過扭矩來抵抗的,因此取:
則平衡方程簡化為:
理論上,荷載w可在X和Y方向任意分配,但不合理的荷載分配方式會導致內力計算結果的不同,可能造成計算結果與實際不符。一般情況下,設計者可用一般彈性彎矩分布的知識作為指導。

板帶劃分方法

劃分模型如圖,柱截面尺寸為400mm X 400mm,柱高為4200mm;框架梁(KL1, KL2, KL3,KL4)截面尺寸為250mm X 250mm,次梁(CL1,CL2)截面尺寸為200mm X 400mm梁保護層厚度均取為25mm;板厚為120mm,板保護層厚度取為15mm。梁、板、柱都採用HRB400鋼筋,C30混凝土。
條帶法

沿Y方向

板帶劃分方法對設計結果有直接的影響。根據條帶法的敘述,板帶劃分方式並不是唯一的。劉淼提出了將板劃分為正交的板帶,在用軟體分析時,兩個正交方向的板帶變形協調。此外,童申家等提出了在複雜邊界條件下,斜向板帶的套用。
徐雁翎在沿Y方向劃分板帶時,每個框架區格平均劃分為四個板帶於結構和荷載都是對稱的,因此板帶劃分也是對稱的。其中板帶(圖 )。由B1和板帶B2由於內力相近,也可將其劃為一個板帶,將其劃為兩個板帶,而最後配筋時,將兩個板帶統一配筋,歸為板帶B配筋。
條帶法

沿x方向

沿x方向板帶劃分比較複雜,需考慮如何將次梁處的彎矩傳遞到相鄰的板帶上。徐雁翎提出兩種可行的劃分板帶方法。
(1)方法一
沿X方向將每個框架區格平均劃為四個板帶。對有次梁跨,各板帶抗彎剛度按上一節所述進行調整;對無次梁跨,板帶2.1、板帶2.2、板帶5的抗彎剛度不做調整,既調整係數為1.0;在圖中陰影部分,加入一個3000~寬,120mm厚的虛擬板帶,該虛擬板帶上不施加任何荷載,虛擬板帶的剛度調整係數為2.0.這樣,在所有板帶的總剛度不變的情況下,虛擬板帶負責傳遞次梁的彎矩。最後得到的虛擬板帶的彎矩值,等分到虛擬板帶所在位置的兩個真實板帶上,如板帶2.1最後的彎矩等於板帶2.1本身得到的彎矩加上0.5倍的虛擬板帶彎矩。
條帶法
(2)方法二
沿X方向將每個框架區格分為3個板帶,兩邊板頻寬度為跨度的1/4(即1500mm),中間板頻寬度為跨度的1/2(即3000mm)。對無次梁跨,板帶抗彎剛度按上一節所述進行調整。對有次梁跨,將次梁與中間板帶作為一個整體的T形板帶(圖中陰影部分),其剛度的調整係數,需重新按T形截面尺寸進行計算。計算求得的T形板帶的彎矩,按次梁和中間板帶的剛度比值按比例分配到次梁和中間板帶上。在模型中,次梁與中間板帶的剛度比例為0.71:0.29。
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