建筑工程评职范文砼护面板应力计算

　　摘要：主要讲了砼护面板的应力计算方法，表明对砼护面板在设计过程中，不能套用原有的半经验的分块与结构配筋，设计时需考虑工程的各种因素，对重要的护面板结构进行应力分析，使护面板不产生裂缝或裂缝宽度在设计允许范围内，以提高构件的安全程度

　　关键词：砼护面,工程,期刊论文发表

　　一、问题的提出：

　　砼护面板是指竖向荷载较小，面积较大而厚度相对较小又和地基直接接触的一类砼结构板，在工程实践中多用于渠道防渗、水闸前后护坦，厂房地板及砼房顶等结构中，而这些结构多为砼结构和少筋砼结构。由于承受竖向荷载较小又与地基直接接触，其应力计算一般不被重视，而直接按半经验或规范分块并配以相应的结构钢筋，忽视内力计算。然而，这样处理的结果很难满足千变万化的工程实际情况，致使一些护面板产生裂缝影响使用与安全。如1981年修建的横山岭水库磁右电站检修间地板开裂，1991年修建的横山岭水库非常溢洪道下游有三块地板开裂。民房刚性房顶开裂等多属一类问题，而这些结构大多又能满足规范规定的分块及配筋要求。所以必须充分重视其应力计算以满足工程实际要求。现就砼护面板的应力计算方法浅议如下：

　　二、计算原则：

　　(一)、竖向荷载作用的内力计算：

　　竖向荷载一般较小，其内力可按弹性地基梁进行计算不再陈述。

　　(二)、水平荷载的内力计算：

　　水平荷载的内力计算为本文的研究对象也往往不被重视，然而是产生护面板裂缝的主要因素。

　　水平荷载主要来源于护面板的固端约束、面板于地基的摩擦约束在砼干缩及温度变化影响所产生的水平拉力。

　　1、面板两端固定情况下的受力计算。

　　由于两端固定不允许面板变形。在砼干缩或温降变形作用下的拉力F为：

　　F=：ε·Eh·A (1)

　　式中：ε为砼应变量，计算砼干缩变形时取砼的干缩应变量ε干，计算温度降低引起的应变量按下式计算：

　　ε=a·t (2)

　　其中：a是砼线胀系数，一般情况下a=0.7～1.4×10-5

　　t为温度变化量

　　Eh为砼的弹性模量

　　A为砼板的断面积

　　2、一端固定情况下的受力计算

　　两端自由的护面板取长度的一半为计算单元和一端固定一端自由的受力情况完全相同，因此，实属一类问题，其结构所受水平力F为其面板与地基的水平摩擦约束力，按下式进行计算：

　　F=fG+N (3)

　　式中：f为摩擦系数

　　G为护面板自重

　　N为粘着水平剪力 N=CW

　　C为单位面积粘结剪力

　　W为地基面板的接触面积

　　(三)、应力计算：

　　砼护面板结构随配筋量的不同其力学性能和计算方法也不同，满足下述表达式按钢筋砼计算，否则，按少筋砼或素砼进行计算：

　　Fg≥Fh+Fg` (4)

　　式中：Fg为计算断面钢筋达到设计强度的总拉力。

　　Fh为计算断面砼达到极限抗拉强度的总拉力。

　　Fg`为Fh相应变形时计算段面钢筋的总拉力。

　　两端固定情况下的配筋计算：

　　由于两端固定情况下结构不允许变形，这样按(1)式计算出的拉力仅干缩一项就已经超过少筋砼的极限拉力。若配筋量在少筋砼范围内将首先在强度薄弱断面产生裂缝，裂缝一但产生，钢筋又无能力使砼护面板产生第二条、第三条……裂缝。因此，全结构的温度及砼干缩变形量将集中于这一裂缝，这是结构不允许的，因此，必须增加配筋量按钢筋砼计算，其配筋量按下式求解：

　　Ag=(K·δh·A-L·B(C+f·q))/(Rg-K·εh·Eg) (5)

　　式中：Ag—钢筋面积

　　Kg—钢筋的安全系数

　　δh—砼的极限拉应力

　　εh—砼达到极限拉应力的应变量

　　Eg—钢筋的弹性模量

　　L—裂缝间距

　　B—砼护面板的宽度

　　C—护面板与地基单位面积粘抗剪力

　　q—护面板单位面积的自重

　　f—护面板与地基的系数

　　A—护面板计算断面积 A=B·h

　　h—护面板的厚度

　　K—安全系数(钢筋砼构件轴心受拉安全系数)

　　2、求裂缝间距L

　　计算公式：

　　L=e/(a(t。+t)- εh/2) (6)

　　式中：e—限制裂缝宽度

　　a—砼的线胀系数

　　t。—砼干缩折合温变量

　　t—温降量

　　εh—拉极限应变量

　　3、一端固定一端自由情况下的配筋计算：

　　由于一端自由的护面板结构的拉应力是由于砼干缩和温降情况下结构与地基的摩擦阻力和粘结剪力所致，所以从自由端算起当距离L超过下述表达式的计算值，超过部分按(5)式计算配筋。

　　L=(δh·A+εh·Eg·Ag)/K`·B(f·q+C)

　　式中：K`—安全系数，取素砼构件轴心受拉时安全系数。

　　其他符号同前

　　三、几条建议：

　　根据以上应力分析，由(5)式可看出砼护面板厚度较大，面积较大时，计算出的配筋量往往较大很不经济，如果条件允许可对结构进行适当分缝减少工程造价，以取得经济适用的设计成果。对护面板设计提出几点建议：

　　1、一般不采用两端固定结构，在设计前详细掌握地基的地址条件。尽量采用两端均为自由端的结构形式。

　　2、伸缩缝应尽量布置在结构与地基摩阻系数小的位置。

　　3、应采用工程手段减小结构与地基的摩擦阻力。

　　4、少筋砼一端固定一端自由的分块长度不大于(6)式计算的L值。两端自由的分块长度不大于(6)式计算出的L值的2倍，否则，中间大于L值部分应按(5)式进行配筋计算。

　　5、遇有两端固定的结构形式，必须进行配筋计算，摩阻系数和单位面积粘结剪力通过实验确定。裂缝允许宽度按规范要求取值。

　　总之，对砼护面板在设计过程中，不能套用原有的半经验的分块与结构配筋，设计时需考虑工程的各种因素，对重要的护面板结构进行应力分析，使护面板不产生裂缝或裂缝宽度在设计允许范围内，以提高构件的安全程度。