CN112733219B - 一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力校核方法 - Google Patents

一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力校核方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力及变形校核方法，包括：获取待校核的配筋式ALC板相关参数，并根据所述配筋式ALC板相关参数分别计算待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr、抗剪承载力Vr以及挠度限值ωr；根据楼板参数以及楼板的恒载标准值和活载标准值分别计算楼板内力，所述内力包括按基本组合计算的楼板跨中弯矩值M、楼板剪力值V和按标准组合计算挠度值ω；若M≤Mr、V≤Vr且ω≤ωr，则判定待校核的配筋式ALC板满足要求。本发明根据ALC板参数以及钢筋参数综合校核抗弯承载力，实现配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力的准确快速校核，从而实现板材的快速选择或设计。

Description

一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力校核方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力及变形校核方法。
背景技术
蒸压加气混凝土(ALC)板是以水泥、石灰、硅砂等为主要原料再根据结构要求配置添加不同数量经防腐处理的钢筋网片的一种轻质多孔新型的绿色环保建筑材料。
利用不同参数的混凝土以及不同规格的钢筋网片制备得到的蒸压加气混凝土(ALC)板的参数是不一样的。在实际应用中，不同的使用条件下对板材的抗弯、抗裂及节点强度要求是不同的，而根据实际情况如何选择合适或如何设计符合标准的板材，现有技术中并没有一个科学合理的统一标准，多数是依赖经验进行选择，而且影响板材的抗弯、抗裂及节点强度因素有很多，依赖经验设计时很难快速选择或设计出符合标准的板材。如果采用蒸压加气混凝土(ALC)板的参数不达标，则极易造成安全事故。而采用标准过高的蒸压加气混凝土(ALC)板时则会造成成本过高、资源浪费等问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提出一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力及变形校核方法，根据实际楼板参数、ALC板参数以及钢筋参数综合校核抗弯承载力，实现配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力的准确校核。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力校核方法，包括：
获取待校核的配筋式ALC板相关参数，并根据所述配筋式ALC板相关参数计算待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr、抗剪承载力Vr以及挠度限值ωr；
根据所述配筋式ALC板相关参数及该板的恒载标准值和活载标准值，计算配筋式ALC板内力，所述内力包括按基本组合计算的配筋式ALC板跨中弯矩值M、剪力值V和按标准组合计算挠度值ω；
若M≤Mr、V≤Vr且ω≤ωr，则判定待校核的配筋式ALC板满足要求。
进一步的，所述配筋式ALC板相关参数包括：
所述配筋式ALC板的跨度l0、厚度h、宽度b；
所述配筋式ALC板的弹性模量Ec、抗压强度fc、抗拉强度ft、干密度ρ；
所述配筋式ALC板内的上排钢筋直径d1、上排钢筋数n1、下排钢筋直径d2、下排钢筋数n2、钢筋强度设计值fy、钢筋保护层厚度as。
进一步的，待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr的计算方法包括：
计算混凝土受压区高度x：
x＝(fyAst-fyAsc)/(fcb)
式中，Ast为受拉钢筋面积，
Figure BDA0002841630450000021
Asc为受拉钢筋面积，
Figure BDA0002841630450000022
根据x的大小，选择不同的计算方法计算待校核的配筋式ALC板的抗弯承载力Mr：
若x≥2as且x＜0.5h0，则Mr＝0.75fcbx(h0-2x)；
若x＜2as或x≥0.5h0，则Mr＝fyAst(h0-as)；
式中，h0为楼板有效厚度，h0＝h-as。
进一步的，根据下式：
Vr＝0.45ftbh0
计算待校核的配筋式ALC板的抗剪承载力Vr；
根据下式：
Figure BDA0002841630450000031
计算待校核的配筋式ALC板的挠度限值ωr。
进一步的，根据下式：
Figure BDA0002841630450000032
计算所述配筋式ALC板的跨中弯矩值M，式中DL为恒载标准值，DL＝G+SDL，DL＝G+SDL，LL为活载标准值；
根据下式：
Figure BDA0002841630450000033
计算所述配筋式ALC板剪力值V；
根据下式：
Figure BDA0002841630450000034
按标准组合计算挠度值ω，式中：
Mk为按照标准荷载组合计算的所述配筋式ALC板跨中弯矩值；
B为所述配筋式ALC板刚度,
Figure BDA0002841630450000035
Mq为按照准永久荷载组合计算的所述配筋式ALC板跨中弯矩值，
θ为挠度增大系数，θ＝2，
Bs为短期刚度，
Bst为钢筋桁架刚度，
α取值0～1。
进一步的，所述α的取值与配筋式ALC板的配筋方式有关：
若配筋方式为板底配筋，使用直钢筋作为钢筋桁架，则α＝0；
若配筋方式为板顶底配筋无腹杆，即板顶和板底均采用直钢筋作为钢筋桁架，则α＝0.2；
若配筋方式为板顶底配筋带竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向设置的腹杆，则α＝0.8；
若配筋方式为板顶底配筋带斜腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根斜向设置的腹杆，相邻腹杆之间首尾相接，则α＝0.9；
若配筋方式为板顶底配筋带斜竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向斜向设置的腹杆，相邻斜向腹杆之间首尾相接，纵向腹杆设置于相邻的斜向腹杆之间，则α＝1。
本发明的有益效果是：根据实际楼板参数、ALC板参数以及钢筋参数综合校核抗弯承载力，实现配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力的准确快速校核，从而实现板材的快速选择或设计。
附图说明
图1为本发明实施例提供的方法流程图；
图2～图6为本发明实施例提供的5种配筋方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力校核方法，包括：
S1，获取待校核的配筋式ALC板相关参数，并根据所述配筋式ALC板相关参数计算待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr、抗剪承载力Vr以及挠度限值ωr。
所述配筋式ALC板相关参数：
所述配筋式ALC板的跨度l0、厚度h、宽度b；
所述配筋式ALC板的弹性模量Ec、抗压强度fc、抗拉强度ft、干密度ρ；
所述配筋式ALC板内的上排钢筋直径d1、上排钢筋数n1、下排钢筋直径d2、下排钢筋数n2、钢筋强度设计值fy、钢筋保护层厚度as。
具体的，
待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr的计算方法包括：
首先，计算混凝土受压区高度x：
x＝(fyAst-fyAsc)/(fcb)
式中，Ast为受拉钢筋面积，
Figure BDA0002841630450000051
Asc为受拉钢筋面积，
Figure BDA0002841630450000052
然后，根据x的大小，选择不同的计算方法计算待校核的配筋式ALC板的抗弯承载力Mr：
若x≥2as且x＜0.5h0，则Mr＝0.75fcbx(h0-2x)；
若x＜2as或x≥0.5h0，则Mr＝fyAst(h0-as)；
式中，h0为楼板有效厚度，h0＝h-as。
抗剪承载力Vr：
Vr＝0.45ftbh0
挠度限值ωr：
Figure BDA0002841630450000053
S2，根据所述配筋式ALC板相关参数及该板的恒载标准值和活载标准值，计算配筋式ALC板内力，所述内力包括按基本组合计算的配筋式ALC板跨中弯矩值M、剪力值V和按标准组合计算挠度值ω；
具体的，
楼板自重G＝ρgh；
楼板装饰装修等恒载SDL；
恒载标准值DL＝G+SDL
活载标准值LL
按基本组合计算的楼板跨中弯矩值M：
Figure BDA0002841630450000061
按基本组合计算的楼板剪力值V：
Figure BDA0002841630450000062
按标准组合计算挠度值：
惯性矩
Figure BDA0002841630450000063
短期刚度Bs＝0.85EcI0；
按照标准荷载组合计算的楼板跨中弯矩值Mk：
Figure BDA0002841630450000064
按照准永久荷载组合计算的楼板跨中弯矩值Mq：
Figure BDA0002841630450000065
考虑荷载长期作用下挠度增大系数θ＝2；
考虑钢筋桁架刚度
钢筋桁架刚度Bst；
楼板的刚度：
Figure BDA0002841630450000066
楼板的挠度：
Figure BDA0002841630450000071
α取值0～1。
优选的，所述α的取值与配筋式ALC板的配筋方式有关：
若配筋方式为板底配筋，使用直钢筋作为钢筋桁架，如图2所示，则α＝0；
若配筋方式为板顶底配筋无腹杆，即板顶和板底均采用直钢筋作为钢筋桁架，如图3所示，则α＝0.2；
若配筋方式为板顶底配筋带竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向设置的腹杆，如图4所示，则α＝0.8；
若配筋方式为板顶底配筋带斜腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根斜向设置的腹杆，相邻腹杆之间首尾相接，如图5所示，则α＝0.9；
若配筋方式为板顶底配筋带斜竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向斜向设置的腹杆，相邻斜向腹杆之间首尾相接，纵向腹杆设置于相邻的斜向腹杆之间，如图6所示，则α＝1。
S3，若M≤Mr、V≤Vr且ω≤ωr，则判定待校核的配筋式ALC板满足要求，否则，重新设计或重新选择合适的板材。
根据实际楼板参数、ALC板参数以及钢筋参数综合校核抗弯承载力，实现配筋式蒸压加气混凝土板抗弯承载力的准确快速校核，从而实现板材的快速选择或设计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种配筋式蒸压加气混凝土板承载力及变形校核方法，其特征在于，包括：
获取待校核的配筋式ALC板相关参数，并根据所述配筋式ALC板相关参数计算待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr、抗剪承载力Vr以及挠度限值ωr；
根据所述配筋式ALC板相关参数及该板的恒载标准值和活载标准值，计算配筋式ALC板内力，所述内力包括按基本组合计算的配筋式ALC板跨中弯矩值M、剪力值V和按标准组合计算挠度值ω；
若M≤Mr、V≤Vr且ω≤ψr，则判定待校核的配筋式ALC板满足要求；
所述配筋式ALC板相关参数包括：
所述配筋式ALC板的跨度l0、厚度h、宽度b；
所述配筋式ALC板的弹性模量Ec、抗压强度fc、抗拉强度ft、干密度ρ；
所述配筋式ALC板内的上排钢筋直径d1、上排钢筋数n1、下排钢筋直径d2、下排钢筋数n2、钢筋强度设计值fy、钢筋保护层厚度as；
根据下式：
Figure FDA0003698967700000011
计算所述配筋式ALC板的跨中弯矩值M，式中DL为恒载标准值，DL＝G+SDL，LL为活载标准值；
根据下式：
Figure FDA0003698967700000012
计算所述配筋式ALC板剪力值V；
根据下式：
Figure FDA0003698967700000021
按标准组合计算挠度值ω，式中：
Mk为按照标准荷载组合计算的所述配筋式ALC板跨中弯矩值；
B为所述配筋式ALC板刚度,
Figure FDA0003698967700000022
Mq为按照准永久荷载组合计算的所述配筋式ALC板跨中弯矩值，
θ为挠度增大系数，θ＝2，
Bs为短期刚度，
Bst为钢筋桁架刚度，
α取值0～1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，待校核的配筋式ALC板抗弯承载力Mr的计算方法包括：
计算混凝土受压区高度x：
x＝(fyAst-fyAsc)/(fcb)
式中，Ast为受拉钢筋面积，
Figure FDA0003698967700000023
Asc为受拉钢筋面积，
Figure FDA0003698967700000024
根据x的大小，选择不同的计算方法计算待校核的配筋式ALC板的抗弯承载力Mr：
若x≥2as且x＜0.5h0，则Mr＝0.75fcbx(h0-2x)；
若x＜2as或x≥0.5h0，则Mr＝fyAst(h0-as)；
式中，h0为所述配筋式ALC板的有效厚度，h0＝h-as。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
根据下式：
Vr＝0.45ftbh0
计算待校核的配筋式ALC板的抗剪承载力Vr；
根据下式：
Figure FDA0003698967700000031
计算待校核的配筋式ALC板的挠度限值ωr。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α的取值与配筋式ALC板的配筋方式有关：
若配筋方式为板底配筋，使用直钢筋作为钢筋桁架，则α＝0；
若配筋方式为板顶底配筋无腹杆，即板顶和板底均采用直钢筋作为钢筋桁架，则α＝0.2；
若配筋方式为板顶底配筋带竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向设置的腹杆，则α＝0.8；
若配筋方式为板顶底配筋带斜腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根斜向设置的腹杆，相邻腹杆之间首尾相接，则α＝0.9；
若配筋方式为板顶底配筋带斜竖腹杆，即板顶和板底采用直钢筋作为上下主筋，上下主筋之间布置多根纵向斜向设置的腹杆，相邻斜向腹杆之间首尾相接，纵向腹杆设置于相邻的斜向腹杆之间，则α＝1。
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