某超高层住宅地震及风荷载作用下楼板应力分析

2019-07-12毛羽亮唐根丽

四川水泥 2019年5期

关键词：小震标准值剪应力

毛羽亮唐根丽

（1.安徽省施工图审查有限公司，安徽合肥 230017；2.安徽财经大学，安徽蚌埠 233000）

0 引言

对于高层结构，需要由竖向及水平构件组成的抗侧力体系抵抗和传递水平力，楼板作为主要水平构件，不仅需要承受和传递竖向荷载，而且需要把地震力及风荷载等引起的水平力传递和分配到各竖向抗侧力构件，从而协调各抗侧力构件之间的变形。

楼板应力由竖向荷载引起的应力和水平荷载引起的应力两部分组成，楼板的配筋AS也可以分解为竖向荷载作用下的配筋AS1和水平荷载作用下的配筋AS2两部分，即AS=AS1+AS2。

AS1可在YJK 中采用常规设计方法得出，本文主要研究水平荷载作用下的楼板平面内拉应力及其需要的楼板钢筋AS2。

1 工程概况

安徽某超高层住宅，地上58 层、地下2 层，剪力墙结构，平面尺寸为67.40mx20.30m

如图1-1 所示。本工程平面长宽比较大，且平面中部区域及楼电梯间周边楼板削弱较大，应考察楼板应力(正应力和剪应力)，薄弱处予以加强，确保楼板的整体性及协调各竖向构件的能力。此外，本工程平面中部凹口处框架梁，在水平荷载作用下，存在全截面受拉可能，本文主要考察其轴拉力，计算其全截面受拉钢筋，并与YJK 中常规设计方法得出的钢筋进行叠加。

图1- 1 标准层结构平面布置图

2 楼板应力计算

MIDAS GEN 中将楼板设为弹性板，进行网格划分（梁板变形协调），可计算出楼板在水平荷载作用下的平面内正应力和剪应力，根据楼板的拉应力及板厚可得出每延米楼板轴力N，则水平荷载作用下需要的单侧楼板钢筋AS2>N/2f，N 为楼板轴力标准值或设计值，f 为楼板钢筋材料强度标准值或设计值。

2.1 小震水准下楼板应力计算

小震水准下，楼板应满足正截面弹性、斜截面弹性的要求。考虑到本工程风控的特殊性，

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6.1 条～5.6.4 条，楼板应力计算原则如下：

2.1.1 风荷载作用下，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定：

偏于安全考虑，风荷载作用下楼板应力设计值可取1.4sWK。

2.1.2 地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的效应设计值应按下式确定：（本工程不考虑竖向地震作用）

综上所述，小震水准下楼板应力设计值取风荷载作用和地震设计状况的包络值，即

图2-1～2-3 给出了典型楼层的楼板应力。

图2-1 48 层楼板X 向正应力包络设计值

图2-2 48 层楼板Y 向正应力包络设计值

在小震水准下，楼板X 方向正应力设计值最大值为0.97MPa，大部分区域楼板应力均小于0.5MPa。楼板Y 方向正应力设计值最大值为1.17MPa，但是分布范围很小，其余大部分区域楼板Y 方向正应力极小。 48 层楼板剪应力最大值为 0.31MPa，满足=0.1x1.0x14.3=1.43MPa（48 层楼板混凝土强度等级为C30）的抗剪要求。