加腋大板的计算及设计方法分析

发表时间：2018-09-05T10:53:25.883Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期 作者： 黄浩文 曾展文

[导读] 加腋大板（图1）是指在现浇混凝土结构中，仅设置柱网上的框架梁、支座处带有斜腋的平板所组成的楼盖结构[1]。

广东顺建规划设计研究院有限公司 510330

摘要：本文通过不同有限元软件对加腋大板进行计算及对比，指出其建模计算的注意要点，分析加腋大板的受力情况，并提出加腋大板的设计方法。

关键词：加腋大板；有限元计算；受力分析；设计方法

引言：加腋大板（图1）是指在现浇混凝土结构中，仅设置柱网上的框架梁、支座处带有斜腋的平板所组成的楼盖结构[1]。 1、加腋大板概述

加腋大板充分利用了厚板的承载力及刚度，通过加大支座板厚可减小支座配筋、而跨中板厚不变可减小板自重，弯矩大的位置由厚度大的截面承受，从而充分利用材料强度、减少板砼用量及配筋量；同时双向加腋大板类属于拱壳结构，板周边变形受到约束而产生面内压力，提高了构件的受弯承载力。其具有构件受力合理、经济指标优、施工速度快、空间观感好等优点，近年来在地下室顶板中得到越来越多的推广和应用。

图1（加腋大板示意图）

但关于加腋板的设计方法现未有规范做参考及指导，相关的计算软件也仅盈建科（下称YJK）带有相应模块，其余国内外知名软件未提供相应模块。加腋大板的计算一般需采用实体单元建模、利用有限元方法计算分析。本文拟采用有限元计算软件YJK及迈达斯Midas/GEN进行加腋大板的模拟计算及结果对比，以提供较为实用的软件建模计算及设计方法。 2、设计参数及假定

本文采取地下室顶板常用柱跨（5.6m、8m）及荷载，混凝土强度等级C30，混凝土容重取26 kN/m2，框架主梁截面取为400X600、500X700，跨中板厚取为180、200mm，加腋区板厚取为300、400 mm（按经验加腋厚度可取0.8~1倍板厚），加腋长度取为1000、1200mm（按经验加腋长度可取4~6倍板厚），采用有限元软件盈建科1.8.2（后简称YJK）及迈达斯Midas/GEN 2017（后简称GEN）进行计算及结果对比复核。

YJK采用加腋板模块建模：（1）应选用弹性板6并采用有限元导荷方式。有限元导荷将板上荷载不仅传到周边梁墙，也同时传给柱，传给梁墙的不仅有竖向荷载，还有墙的面外弯矩和梁的扭矩；同时使得弹性板参与了恒活竖向荷载计算，又参与了风、地震等水平荷载的计算，计算结果可准确模拟弹性板本身的内力及配筋。板元细分长度设为0.5m，以满足计算精度要求。（2）应考虑梁与弹性板变形协调。弹性板6是壳元模型，既可考虑板的面内变形、又可考虑板的面外变形；勾选梁与弹性板变形协调，方可发挥板的面外刚度的作用，减少梁的受力和配筋；因考虑了板的协调变形，此时梁刚度放大系数取为1.0。[2]GEN及YJK均采用变厚度板设计，即在楼板单元划分时按照加腋部分的厚度确定板单元的厚度，在计算时对加腋板按有限元板计算。

图6（工况3 Sig-xx板底x轴方向轴向应力 受拉为正，单位：N/mm2） 4.2梁的受力分析

根据有限元导荷计算出来的梁内力结果，梁弯矩比常规的平面导荷方式要小。因有限元计算板上荷载不仅传到周边梁墙，也同时传给柱，即是柱的受力增加，梁承受的荷载减少。[2]但同时有限元计算方式传给梁还有一定的扭矩及轴力，设计过程应考虑。 5、设计方法

根据上述加腋板的应力分布，板配筋可采用分段布置的方式设计：

因板底拉应力仅在跨中的1/2跨范围，其余为压应力。板跨中底筋可在加腋位置断开，加腋位置底筋可按构造配置。同时在垂直受力方向，因板底拉应力在跨中位置最大、梁侧加腋位置较小，板底筋可按跨中和加腋区域分段配置，如图7及图8所示。

因柱顶位置板顶拉应力最大，而梁中部板顶拉应力较小。板面筋可按柱顶区域及梁中部区域分段配置，如图8所示。

图7（加腋板 板底筋大样示意图）

图8（加腋板配筋示意图） 6、结束语

加腋板受力合理，利用最厚的截面来承受最大的弯矩，同时板内的轴向压力也提高了板的抗弯承载力。YJK和GEN的计算结果相近，部分工况下YJK的结果较GEN的大，可用于工程实际设计。采用YJK加腋板模块设计，应选用弹性板6并采用有限元导荷方式，考虑梁与弹性板变形协调，以保证计算假定与实际受力相吻合。结合加腋板的应力分布，板配筋可采用分段方式进行设计，以满足安全性和经济性。 参考文献

[1]彭丽红 张元坤.加腋整间大板结构的设计及应用[J].广东土木与建筑，2008（7）.

[2]结构计算软件YJK-A 用户手册及技术条件[M].北京，北京盈建科软件股份有限公司，2015. [3]刘维亚 何远明.加腋大板设计方法研究[J].建筑结构，2016（08）.