分層澆筑混凝土梁對下層混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的影響

分層澆筑混凝土梁對下層混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的影響摘要：分層澆筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響與整澆鋼筋梁板存在差異，本文將通過Midas計算分析了不同現(xiàn)澆層高度對下層梁柱的影響情況。分析結(jié)果表明：梁分層澆筑對下層梁柱的彎矩產(chǎn)生的影響較大，能夠有效地減輕下部結(jié)構(gòu)所受的彎矩；當(dāng)分層高度比較小時，下層梁在施工期的彎矩值會大于在整體澆筑時的彎矩，此時對框架的受力是不利的，因此通過對比可以看出，當(dāng)分層高度比在0.6~0.8時對下部框架受力減輕效果明顯，此時是最有利的。關(guān)鍵詞：分層澆筑；受力性能；分層高度；彎矩1引言大截面鋼筋混凝土梁，特別是鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換梁可以一次性澆筑成型，也可以根據(jù)疊合梁原理分層分期澆筑［1~5］。梁分層澆筑過程中，先期澆筑部分達(dá)到一定強(qiáng)度，承擔(dān)了部分施工荷載，可以有效地降低支撐體系在施工階段的負(fù)荷，減少支撐材料的使用［6,7］。同時由于先期澆筑的下層梁提前進(jìn)入工作狀態(tài)，使得框架整體的受力在不同施工階段產(chǎn)生重分布［8,9］。本文將通過Midas/gen軟件對上述二層框架結(jié)構(gòu)分層澆筑不同施工階段工況進(jìn)行模擬，得到不同現(xiàn)澆層高度對框架梁柱在施工期的受力影響。2計算方法采用Midas/gen軟件進(jìn)行建模。分別對第一階段、第二階段及整體澆筑過程進(jìn)行建模。其中梁柱采用梁單元，腳手架采用桁架單元，與木枋、框架梁之間采用彈性連接，連接處僅釋放豎向約束。模型見圖1。僅對模型進(jìn)行靜力計算，荷載分析工況為恒載（澆筑梁、板自重荷載、腳手架自重荷載），樓面活載（施工活荷載），荷載組合1.2恒載+1.4活載。分析具有代表性的下層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，柱Z1、主梁L1、次梁L2三個桿件的受力情況，見圖1，其中Z1考慮Y方向的彎矩值。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ-130-2011）5.2.7中規(guī)定，等的梁碗扣架立桿橫距均1.20m，縱距均為0.6m（梁跨度方向），立桿步距均為1.2米。圖1桿件示意圖及計算模型3結(jié)果分析3.1不同先澆層高度對角柱Z1彎矩值的影響將二層梁高度比從0.2~1.0取不同值分別進(jìn)行建模計算，得到一層柱Z1上下端彎矩值，如表1：表1Z1柱端彎矩值（kN?m）圖2不同分層高度對Z1彎矩的影響上表中，現(xiàn)澆層厚度比ah取1.0即為整體澆筑情況，此時Z1的兩端彎矩分別為622.6、-307.95。從表中可以看到，Z1柱端彎矩在不同分層高度下第一階段總是最大的，且隨著現(xiàn)澆混凝土高度比ah的增大，柱端彎矩逐漸增大，為了更直觀的分析現(xiàn)澆層高度對Z1彎矩的影響，繪制圖2。圖中數(shù)據(jù)豎標(biāo)為Mz1（分層澆筑）為柱端彎矩最大值，取兩階段中較大者。通過圖2可以看出，現(xiàn)澆層厚度h1對Z1柱端彎矩有較為明顯的影響，且對柱上端及下端彎矩影響情況相同。就本文所建的框架而言，大梁采用分層澆筑可減小Z1柱端彎矩值，即分層澆筑方法對柱Z1彎矩受力是有利的，對于常見的分層澆筑梁分層梁高比ah=0.6~0.8，柱端彎矩受力可減輕6%~12%左右。3.2不同先澆層高度對主梁L1彎矩值的影響將二層梁高度比從0.2~1.0取不同值分別進(jìn)行建模計算，得到一層主梁L1彎矩值，如表2：表2L1梁端彎矩值(kN?m)上表中，現(xiàn)澆層厚度比ah取1.0即為整體澆筑情況，此時L1的彎矩分別為761.2、-1392.7。為了更直觀的分析現(xiàn)澆層高度對L1彎矩的影響，繪制下圖3：圖3不同分層高度對L1彎矩的影響從圖3中可以看出，現(xiàn)澆層厚度h1對L1梁彎矩有較為明顯的影響，且對梁正、負(fù)彎矩影響情況相同。就本文所建的框架而言，當(dāng)現(xiàn)澆層高度比ahV0.4時，大梁L1的梁端彎矩較整體澆筑過程有增大，最大可增大9%左右，因此采用分層高度比小于0.4時對框架的受力是不利的；當(dāng)ah=0.6時，分層澆筑梁在施工階段彎矩值比整體澆筑過程減少最多，可減輕16%；對于常見的分層澆筑梁分層梁高比ah=0.6~0.8，梁彎矩受力可減輕8%~16%左右。3.3不同現(xiàn)澆層高度對次梁L2彎矩值的影響將二層梁高度比從0.2~1.0取不同值分別進(jìn)行建模計算，得到一層次梁L2彎矩值，如下表3：表3L2梁端彎矩值(kN?m)上表中，現(xiàn)澆層厚度比ah取1.0即為整體澆筑情況，此時L2的彎矩分別為410.4、-687.22。為了更直觀的分析現(xiàn)澆層高度對L2彎矩的影響，繪制下圖4：圖4不同分層高度對L1彎矩的影響從圖4中可以看出，現(xiàn)澆層厚度h1對L2梁彎矩有較為明顯的影響，且對梁正、負(fù)彎矩影響情況基本相同。就本文所建的框架而言，當(dāng)現(xiàn)澆層高度比ahV0.6時，大梁L1的梁端彎矩較整體澆筑過程有增大，最大可增大21%左右，因此采用分層高度比小于0.6時對次梁的受力是不利的；當(dāng)ah=0.7時，分層澆筑梁在施工階段彎矩值比整體澆筑過程減少最多，可減輕8%；對于常見的分層澆筑梁分層梁高比ah=0.6~0.8，梁彎矩受力可減輕5%~8%左右。4結(jié)論本文采用Midas/gen對該框架進(jìn)行建模，計算分析了不同現(xiàn)澆層高度對下層梁柱的影響情況，大梁分層澆筑對下層梁柱的彎矩產(chǎn)生了較大的影響，能夠有效地減輕下部結(jié)構(gòu)所受的彎矩；但同時還發(fā)現(xiàn)，就本文所建模型而言，當(dāng)ah較小時，下層梁在施工期的彎矩值會大于在整體澆筑時的彎矩，此時對框架的受力是不利的，因此通過對比可以看出，當(dāng)ah=0.6~0.8對下部框架受力減輕效果明顯，此時是最有利的。參考文獻(xiàn)：李春來.超高層高位大截面轉(zhuǎn)換梁疊合支撐體系技術(shù)研究[J].低碳世界，2017(16)：134-135.白振忠.轉(zhuǎn)換層大梁二次澆筑留設(shè)施工縫處設(shè)置砼鍵施工技術(shù)[J].建設(shè)科技，2010(07)：89.賴廣火.高層建筑轉(zhuǎn)換層大梁的施工技術(shù)[J].山西建筑，2009，35(11)：138-139.⑷何漢林.轉(zhuǎn)換層大梁綜合施工技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2008(05)：46-48.郁文躍.轉(zhuǎn)換層大梁施工技術(shù)[J].福建建設(shè)科技，2005(06)：43-44.顧晴霞，袁世俊.5.1m高轉(zhuǎn)換層大梁施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，1998(08)：14-15+2.吳國順.某高層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層特大梁