最佳尺寸Post-tension混凝土华夫格板

Alaa c . Galeb博士塔里克·e·易卜拉欣
大学土木工程系巴士拉,伊拉克

文摘

本文旨在找到最优维post-tension混凝土(双向密肋)使用标准的圆顶华夫格板尺寸。等效框架设计方法用于板的结构分析和设计。代表着混凝土的成本,总成本链肌腱,钢铁、导管、灌浆、锚地装置和板的模板。板的总深度的影响,肋骨宽度,肋骨之间的间距,顶部板厚度、钢链肌腱和该区域的面积。板的总成本进行了讨论。结果表明:跨深比1/23到1/25给经济板成本,和使用750 * 750室和150毫米肋骨给最低成本和重量。得出结论,increasingin平衡负载,板厚度、钢重量和总重量减少,肌腱体重增加和平衡负载提供最低成本的95%。

关键字

最佳尺寸,预应力华夫格板

我的介绍。

混凝土井式楼板施工由行托梁在直角与固体相互头剪切需求所需的列图(1),井式楼板施工允许减少相当大的静负荷相比传统平板结构自板厚度可以最小化由于托梁之间的短。为设计目的,华夫格板与固体视为平面板头表演asdrop板[1]。后张预装的具体的技术的方式消除,或减少了紧张压力诱导的死和活荷载。混凝土相对昂贵,跨度是慷慨的,这并不重要,选择最小的地板厚度、后张格子板建筑可能是经济的选择。

成本优化设计的钢筋混凝土结构受到越来越moreattention研究者。易卜拉欣[2]使用数学规划技术来最小化成本的钢筋混凝土t形梁楼。地板系统由单向连续板和简支t形梁。制定基于一个弹性分析和极限强度的方法设计与使用可靠性约束的考虑根据ACI 318 - 89代码。哈迪[3]提出的应用(GA)连续钢筋混凝土T形和L梁的设计基于澳大利亚的要求为混凝土结构设计标准,AS3600。横田等。[4]制定一个最优的T形截面设计(OTCD)问题单独为约束钢筋混凝土梁极限强度的混凝土/钢和直接解决它通过保持约束基于一种改进遗传算法(GA)。他们讨论了该方法和传统方法的有效性。Sahabet。[5]提出成本优化钢筋混凝土平板建筑根据英国守则(BS8110)。目标函数是建筑的总成本包括成本的地板,列和基金会。普拉萨德等。[6]阐述了分析研究的结果进行网格板中型地板系统,以实现最优维肋间距,其深度和广度。格子板被认为是单片梁连接到乐队。 Feasibility of structural design of members has been ensured under the provision of IS: 456-2000.Galeb and Atyia [7] discussed the problem of optimum design of reinforced concrete waffle slabs. Two case studies are discussedÃÂ¾The first is awaffle slab with solid heads, and the second is a waffle slab with band beams along columncenterlines. Direct design method is used for the structural analysis and design of slabs. Thecost function represented the cost of concrete, steel, and formwork for the slab. The designvariables are taken as the effective depth of the slab, ribs width, the spacing between ribs, thetop slab thickness, the area of flexural reinforcement at the moment critical sections, the bandbeams width, and the area of steel reinforcement of the beams. The constraints included theconstraints on dimensions of the rib, and the constraints on the top slab thickness, theconstraints on the areas of steel reinforcement to satisfy the flexural and the minimum arearequirements, the constraints on the slab thickness to satisfy flexural behavior, accommodatereinforcement and provide adequate concrete cover, and the constraints on the longitudinalreinforcement of band beams. The results showed that For waffle slab with solid heads, the ratio of effective depth to span length (d /l )should be (1/28 to 1/19) to get the optimum design, while for waffle slab with bandbeams along columns centerlines, it should be (1/33 to 1/18). In the present paper,the optimum dimensions of post-tension concrete (two-way ribbed) waffle slabs using standard dome size is sought. The total cost represents the cost of concrete, strand tendons, steel, duct, grout, anchorages device and formwork for the slab.

二世。等效框架法

迪恩皮博迪,jr .)在1948年首次提出等效框架法,已纳入ACI代码自1956年以来。目前,13.7节的ACI 318 - 11介绍了等效框架法和部分18.12.1要求预应力板系统使用13.7节的规定或更详细的设计过程确定因素时刻和剪切机的设计。等效框架法与直接设计共享许多相似分析方法,但其更一般的方法允许它用于分析时刻在任何实际构建框架。图(2)显示了典型的等效框架等效框架中使用的方法。

三世。基本概念

在等效框架法,建筑分为中间的板条状和列条分析[8]。下面的图(3)说明了中产和列条定义在一个板。

ACI 318 m-11 l1定义一列带的宽度为0.25或0.25 l2,哪个是更少。中间带的宽度是由两列条绑定。时刻列地带帧计算采用弯矩分配法。等效框架法假定uniformacross条的时刻。板的刚度和列必须找到,以及延滞因素,为了确定帧的时刻在部分用力矩分配。

四、力矩分配

力矩分配法使用相对刚度(K),延滞因素(咖啡),分布因素(DF)和固定端力矩(有限元),确定时刻的分布结构。延滞因素,刚度分布因素,固定端时刻被发现使用列类比法。[9]列的刚度等效框架法必须调整扭转由于连接板或梁[7]。等效柱刚度

在哪里

Kec:相当于柱刚度,

Kc:抗弯刚度之和的列的和

Kt:附加扭转扭转刚度的计算成员

在哪里

Ecs:板混凝土的弹性模量,

l2:横向跨度的长度在每一侧的列,

c2:列的宽度,

C:是一个常数,大致相当于一个极惯性矩,计算

通过细分横截面为矩形和执行下面的总和

其中x是矩形的短边和y是时间越长边。

ACI 318节13.7.5需要的附加刚度扭转成员被认为是在设计。减少面板包含在扭转刚度的计算使用时在一块。

诉负载平衡

T.Y.林的负载平衡技术是使用最广泛的方法,设计预应力混凝土板[10]。下面的图(4)说明了一般的负载平衡方法。

负载均衡,白平衡,必须由设计师决定。通常作为恒载+持续活载的一部分,但在部分预应力板可能会有很大差别。对于本文,负载平衡将不同比例的板自重。应力在截面预应力加平衡负载条件下,图(4),确定为F / AC,恒压应力由于预应力力。压力是恒定的,因为平衡负载和预应力被假定的垂直力大小相等,方向相反的力量通过负载平衡的原则。不平衡负载,然后创建一个线性变化的应力截面见图(4)的底部

由叠加相结合时,右边的总体压力图成为图如图(3)确定预应力筋的力量,肌腱概要文件提供了以下的抛物线形状力由于平衡方程:

d是后张腱的褶皱。

一旦确定平衡负载,Eq。(4)计算每个跨度的预应力。帧的多个跨越和载荷,最高的个人跨度预应力用于所有跨越。为每个跨度达到相同的平衡负载,肌腱配置调整。负载平衡的假设抛物线肌腱剖面见图(5)(A),和(b)说明了肌腱褶皱的定义。腱配置文件在中间支持最大的怪癖,以抵消负力矩和最大凹陷在中跨中和积极的时刻。末尾的偏心率支持必须是零,除非有一个悬臂,在这种情况下,偏心度和边坡剖面必须为零的悬臂[9]。

一旦预应力计算,肌腱的数量需要达到这个力确定。所需的力除以链的有效力量。的有效力量用于预应力损失的力量占由于放松的钢铁和混凝土收缩徐变、。然后,可以分析板的不平衡负荷采用等效框架法。

设计时刻静不定后张的成员是由结合帧时刻由于分解死和活荷载与二级时刻感应到帧的肌腱。负载平衡方法直接包括主要和次要的影响,这样的服务条件只有“净负荷”需要被考虑。

在设计抗弯强度、平衡负载瞬间被减去的主要用于确定二级时刻时刻,它只是(F×e) (e)是古怪的,在每一个支持[1]。一种有效的设计方法是分析等效框架的每种情况下死亡,生活,平衡,和横向负载,并把每个设计条件的情况下与适当的负载因素[1]。

VI。PRESTESSED格子板限制

节(8.11)aci规范国家dos的混凝土钢梁施工不符合尺寸限制大多数被设计成板和梁。肋骨的限制包括至少100毫米宽,间隔不超过750毫米清晰,深度不超过3.5倍最小宽度[7]。当永久烧粘土或混凝土瓦填充物材料的抗压强度至少等于”c f的托梁,板顶部厚度不得少于十二分之一明显肋骨之间的距离,也不少于40毫米[7],

板无粘结预应力筋的最小平均所需的0.9 mpa预应力ACI 318 m-11部分(18.12.4)和最大平均预应力2 mpa ACI-ASCE委员会推荐的423。平均预应力后被定义为最后的预应力损失除以总横截面积的混凝土。最小值限制过度紧张andcracking,最大值限制过度的弹性压缩和蠕变。

最低nonprestressed强化要求以ACI 318 m-11 18.9节。在积极的时刻在混凝土拉应力计算服务领域负载超过0.17

一个¯害怕害怕一个½¯½,最小面积保税reinforcementshall计算

在财政年度的价值不得超过420 MPa。保税钢筋应均匀分布在预压拉伸区域极端张力纤维是可行的。保税强化所需的费用,应当按一定标准分配行之间1.5 h外相反的列支持。至少有四个酒吧或电线应提供在每个方向。保税钢筋间距不得超过300毫米。

在负力矩地区列支持,保税钢筋的最小区域最佳板的顶部应计算在每一个方向

Acf是更大的总横截面积slab-beam带的两个正交等效框架柱在双向板相交。

积极时刻地区保税钢筋的最小长度的三分之一净跨长度、ln、区域集中在积极的时刻。倾覆力矩地区保税强化扩展明确跨度的六分之一,ln,两边的支持。

七世。剪切

一般有两种类型的剪切检查:梁剪切和冲剪。梁剪切产生斜裂缝沿主要面张力失败。梁剪切很少在石板创建一个问题,因为飞机的主张力islarge和整架飞机不太可能会切掉[9]。因此,梁剪切将被忽略。冲剪发生在支撑板的列。斜裂纹故障创建一个截断金字塔或锥形表面通过板“拳”。ACI 318 m-11定义具体的名义冲剪能力

八世。设计过程中

如图(7)所示的步骤序列的设计后张成员。出于完整性的考虑,它包括相关计算挠度、抗剪强度和极限弯曲。

后拉,直到计算进行,这不是明显的是否可服务性或强度极限状态,或两者兼而有之,是至关重要的。因此,应力和挠度的可用性检查是设计的一个重要组成部分。在正常使用状态下,混凝土的应力需要指定范围内压缩和紧张,两个预应力时的最小负载(初期)和长期的全面应用负荷下(最后阶段)。如果正常使用状态是满意的计算进行极限强度的因素。可服务性遵循经典弹性理论计算,应力成正比,应变和压缩块三角形。保税钢可以被允许在计算截面的惯性矩,代替它的等效面积混凝土模量比的在适当的值。在设计后张地板,然而,正常的做法是把混凝土部分而忽略保税钢总值计算部分模。腱导管的面积一般不扣除在地板的设计,虽然ACI 318需要损失的影响的地区由于开放管道被考虑。导管可能会开放访问需要肌腱凝固后,如在耦合器或肌腱要强调从打开口袋顶部的地板上。[10]

第九。参数研究

图(10)显示了与总成本变化的负载平衡。也许从这个Fig.指出,平衡负载提供最低成本的90%。

X.CONCLUSIONS

1 -跨越深比1/23 to1/25板经济成本。

2 -使用平板厚度给你最低最低成本和重量。

3 -使用750 * 750室和150毫米肋骨提供最低成本和重量。

4 -当增加负载平衡,板厚度、钢重量和总重量减少,肌腱的体重增加。

5 - 95%的平衡负载提供最低成本。

为跨度6 - 14多万修复使用超过最小板厚,因为最大的穹顶深度是500毫米,重量和总成本将会增加。

7 -跨度小于6米,总深度可不仅仅是必需的,因为最低圆顶深度是200毫米,这将增加重量和总成本。

引用

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