¿Análisis de varias cuestiones en el diseño de losas de hormigón armado?
El tablero del piso (techo) es uno de los componentes de carga importantes del piso. Transfiere la carga del piso y del techo a las vigas, paredes, columnas y otros componentes circundantes. como soporte de las vigas, etc. Soporte horizontal. Generalmente existen dos métodos de diseño comunes para losas de piso de concreto reforzado coladas in situ: teoría plástica y teoría elástica. El método plástico tiene un concepto claro y está relativamente maduro, pero el cálculo es más engorroso y el método elástico sigue siendo el método principal en el diseño real. La calidad del diseño de la losa definitivamente afectará la seguridad y economía de vigas, paredes, columnas y otros componentes, así como de todo el edificio. Por lo tanto, se debe prestar atención al diseño de losas de hormigón armado coladas in situ. Este artículo pretende discutir problemas comunes en el diseño de losas de piso desde varios aspectos.
1 El mecanismo de tensión estructural no está claro y se confunde el tipo de placa.
El mecanismo estructural se refiere al comportamiento de la estructura después de ser estresada bajo carga, o cómo la estructura utiliza la carga a Pasada al soporte. Para facilitar el cálculo o para una comprensión poco clara del mecanismo de tensión de la losa, la losa bidireccional se trata simplemente como una losa unidireccional para el cálculo del refuerzo. Los supuestos de cálculo son inconsistentes con el estado de tensión real, lo que resulta en un refuerzo excesivo. en una dirección y sólo una en la otra dirección. Según el refuerzo estructural, la configuración de las barras de acero que soportan esfuerzos en esta dirección es seriamente insuficiente, provocando grietas en la losa a lo largo de esta dirección del tramo. Por lo tanto, debemos comprender correctamente el mecanismo de tensión de la losa, distinguir si la losa colada in situ es una losa unidireccional o bidireccional y distribuir razonablemente su carga a la estructura de soporte circundante de la losa.
2 Problemas de manejo de carga
2.1 Al calcular el momento flector negativo máximo de los apoyos de placas bidireccionales continuas de vanos múltiples según la teoría elástica, si la carga viva no es dispuestos de acuerdo con el supuesto básico de amplitud completa y cuando se organizan en un patrón de tablero de ajedrez, la cuadrícula del área se dañará. Esto se debe a una longitud de extensión insuficiente de las barras de acero con momento de flexión negativo en los soportes, truncamiento prematuro o flexión.
2.2 En los edificios civiles, debido a los requisitos funcionales del edificio, a menudo se disponen algunos tabiques no portantes en determinados lugares del suelo. Por lo tanto, durante el proceso de diseño, la carga lineal de esta parte a menudo se convierte en una carga uniforme equivalente y luego se realiza el cálculo del refuerzo de la placa. Pero algunos diseñadores dividen erróneamente la carga total en el tabique por el área total de la losa. Además, la parte superior del tabique de la losa a menudo se trata con ladrillos verticales inclinados para rematar la parte superior del piso y los paneles del techo, lo que agrega un punto de apoyo intermedio a la losa del piso superior y la convierte en una losa continua. Existe una presión negativa en la parte superior del punto de apoyo, y la influencia de esta parte no se consideró en el diseño de la placa, lo que resulta en grietas en la superficie superior de la placa. Al mismo tiempo, el tabique transmite la carga de la placa superior a la estructura portante de la parte inferior, provocando un efecto de junta viciosa, dando lugar a errores de diseño como omisión o no consideración de la carga de la estructura portante.
3 Análisis de fuerzas internas y cuestiones de diseño de la sección transversal
3.1 El cálculo de la placa de dos vías ignora la influencia de la relación de Poisson del material. Si la placa de dos vías se calcula de acuerdo con la teoría elástica, el cálculo es más complicado y el método de la tabla de consulta se utiliza a menudo en el diseño. Pero en general, la mayoría de las tablas dan los coeficientes para cada soporte correspondiente cuando el índice de Poisson = 0. La relación de Poisson del hormigón es 1/6 (o 0,2). Al calcular el momento flector a mitad del tramo, se debe considerar la relación de Poisson del hormigón y se debe realizar el cálculo del ajuste de la fuerza interna. Los diseñadores a menudo ignoran el ajuste del momento flector a mitad del tramo durante el proceso de cálculo, lo que hace que el momento flector a mitad del tramo sea demasiado pequeño, lo que resulta en un refuerzo insuficiente de la losa colada in situ y grietas. Algunos diseñadores simplemente determinan el momento flector del soporte basándose en condiciones de nudo rígido y el momento flector a mitad del tramo basándose en un soporte simple en cuatro lados, lo que causa mucho desperdicio; algunos diseñadores simplemente usan el método de modulación de amplitud de placas unidireccionales para desplazarse; el momento de flexión de parte de los cojinetes hasta la mitad del tramo, lo que puede causar una distribución desigual de la resistencia en las dos direcciones del tramo medio y afectar el uso normal. Además, las losas de hormigón armado ordinarias generalmente se agrietan con el uso normal, especialmente en los soportes. Debido a la gran tensión máxima y al agrietamiento evidente, el momento flector se transferirá automáticamente a la mitad del tramo. Por lo tanto, diseñar y reforzar únicamente según el método elástico sería perjudicial para el tramo medio. Por lo tanto, al buscar tablas para cálculos de fuerza interna, es necesario analizar cuidadosamente los entresijos de las tablas para que varias tablas se puedan usar correctamente, en lugar de buscar tablas para cálculos a ciegas.
3.2 La altura efectiva del tablero bidireccional es demasiado grande. Las losas de dos direcciones producen momentos de flexión en ambas direcciones, por lo que las barras de acero con momento de flexión positivo en el tramo medio de la losa de dos direcciones se apilan vertical y horizontalmente. Las barras de acero del tramo medio en la dirección del tramo corto deben colocarse debajo. , y las barras de acero de tramo medio en la dirección del tramo largo deben colocarse encima de las barras de acero de tramo corto, se deben utilizar las alturas efectivas respectivas en ambas direcciones para el cálculo.
Generalmente, la altura efectiva en la dirección larga es menor que la altura efectiva en la dirección corta en d (d es el diámetro de la barra de acero en la dirección corta). Para evitar problemas o no tener una comprensión clara de la tensión sobre la losa, algunos diseñadores calculan el refuerzo basándose en alturas efectivas iguales en las dos direcciones, lo que da como resultado una altura efectiva mayor del claro largo y un refuerzo reducido, lo que provoca Aparecen riesgos de calidad e incluso de componentes estructurales. El fenómeno de las grietas.
4 Cuestiones de diseño de las barras de acero de contracción por temperatura
Según el artículo 10.1.9 de la especificación, en el área de losas coladas in situ con grandes tensiones de contracción por temperatura, el espacio entre las barras de acero debe ser de 150 a 200 mm y el refuerzo de contracción por temperatura debe colocarse en la superficie no reforzada de la losa. La relación de refuerzo de la losa y la superficie inferior tanto en dirección longitudinal como transversal no debe ser inferior a 0,1.
Las barras de acero de contracción por temperatura se pueden disponer a través de las barras de acero originales, o se puede configurar una malla de acero estructural por separado, y se puede superponer con las barras de acero originales para aceptar las barras de acero de tensión o anclarlas en los componentes circundantes.
Si las barras de acero originales atraviesan las barras de acero de contracción por temperatura, entonces las barras negativas superiores en diferentes posiciones de los ejes tendrán el mismo tamaño, por ejemplo, el primer eje es 8@200, el segundo eje es 8@200. es 10@150 y el tercer eje es 8@ 180. Cómo tratar con barras de acero pasantes: Un método de tratamiento puede basarse en la barra de acero de soporte con el refuerzo más grande y el refuerzo K. Esto puede reducir los tipos de barras de acero superiores. , que es más simple para las partes de diseño y construcción, claro, pero el inconveniente es que aumenta el refuerzo negativo del soporte más pequeño, lo que resulta en un mayor desperdicio. Otro método de tratamiento es utilizar la barra de acero de soporte con el refuerzo más grande. base, y coloque las barras una por una, en dos. El área de las barras de acero de longitud completa se deduce del espacio entre las barras de acero de longitud completa para compensar la falta de refuerzo. Los soportes deben estar equipados con acero. barras y cumplir con los requisitos de espaciado de barras de acero estipulados en la especificación. El tercer método consiste en unificar el espaciado de las barras negativas en los apoyos y luego distribuir las barras en cada dos puntos. En principio, el refuerzo negativo de este apoyo debe superponerse. con el refuerzo negativo del rodamiento adyacente de forma escalonada. Aunque los dos últimos métodos no aumentan la cantidad de barras de acero para soportes reforzados más pequeños, aumentan la carga de trabajo de diseño.
Cuando la malla de acero estructural se configura y se superpone con las barras de acero originales para aceptar las barras de acero en tensión, existe un problema cuando los diámetros de las barras de acero estructural y las barras de acero que soportan tensiones son. diferente, la longitud de superposición debe ser la barra de acero que soporta tensiones. Calcular el diámetro o calcular el diámetro de la barra de acero de contracción por temperatura. De acuerdo con el artículo 9.4.3 de la especificación, el porcentaje de área de la junta traslapada de la barra de acero en tensión. ubicados en la misma sección de conexión no debe ser mayor que 25 para vigas, placas y componentes de pared, luego los amarres y uniones traslapadas entre las barras de acero que soportan esfuerzos y las barras de acero estructural deben escalonarse entre sí, lo que resulta en un aumento en la cantidad de barras de acero que soportan tensiones. Si es necesario durante el diseño, las juntas traslapadas de las barras de acero en tensión deben escalonarse entre sí, lo que resulta en un aumento en la cantidad de barras de acero que soportan tensiones. Es necesario realizar el traslape de acuerdo con los requisitos para el traslape de barras de acero tensadas durante el diseño.
En primer lugar, según la prueba, el daño de las barras de acero solapadas se debe al desprendimiento causado por la división longitudinal, mientras que en el caso de las dos barras de acero, las grietas de división se producen primero a lo largo del espacio. las barras de acero que se contraen por temperatura, solo están configuradas para resistir la contracción por temperatura, no tiene ningún impacto en la seguridad estructural, y mucho menos la división longitudinal de las barras de acero. En segundo lugar, generalmente la superposición de las barras de acero se refiere a barras de acero que soportan tensiones y temperatura. Las barras de acero de contracción no son barras de acero que soportan tensiones, sino barras de acero estructurales que solo fortalecen estructuralmente la integridad de la estructura y resisten las grietas en la superficie no reforzada de la placa, generalmente en el área que soporta presión. El hormigón de la placa, las barras de acero dispuestas en esta área también estarán bajo presión. Si los requisitos de superposición de las barras de acero en tensión no se manejan adecuadamente, en este caso, al disponer las barras de acero de contracción por temperatura, el rango de la. Las barras de acero tensadas en el soporte se pueden configurar en un soporte y luego las barras de acero de contracción por temperatura. Simplemente trace el área de acuerdo con los requisitos de longitud de anclaje o tome un valor fijo como longitud de superposición.
5 Otras cuestiones estructurales
5.1 Para la losa bidireccional colada in situ apoyada sobre la viga en voladizo, dado que el extremo de la viga en voladizo es un extremo libre, desplazamiento hacia abajo ocurrirá, y la raíz Como soporte, no habrá desplazamiento, lo que forma una diferencia de desplazamiento △Y. Esta diferencia de desplazamiento hace que se forme una tensión de tracción en la parte superior de la placa de dos vías apoyada sobre ella. La placa de dos vías solo dispone barras de momento negativo en el soporte. Por lo tanto, cuando la losa de dos vías colada in situ se apoya en la viga saliente, se recomienda pasar las barras de momento negativo superiores para resistir la aparición de grietas.
5.2 Para componentes sobresalientes como tableros de aleros, debido a la exposición al aire libre, la deformación por temperatura es grande durante el diseño, se deben agregar algunos refuerzos estructurales al área no reforzada en la parte inferior del tablero. .1 de la especificación, nota 4. El espacio entre las juntas de expansión de voladizos moldeados in situ, cubiertas para lluvia y otros componentes expuestos no debe ser superior a 12 m, lo que indica que sus tensiones de temperatura y contracción son grandes. Según el Artículo 10.1.9 de la especificación, en el área de. Para losas coladas en el lugar con una gran tensión de contracción por temperatura, el espacio entre las barras de acero debe ser de 150 a 200 m, y las barras de acero de contracción por temperatura deben disponerse en la superficie no reforzada del tablero. La relación de refuerzo de las superficies superior e inferior. del tablero en dirección vertical y horizontal no debe ser inferior a 0,1. Durante el diseño, los voladizos y las cubiertas contra la lluvia no deben estar reforzados. Se agrega una malla de acero de dos vías al área para resistir la deformación por temperatura.
6 Conclusión
Debido a consideraciones de diseño deficientes, no solo aparecerán grietas en la losa colada in situ, sino que las grietas en la losa colada in situ reducirán el sección transversal de la losa y causar corrosión de las barras de acero y debilitar la sección transversal de las barras de acero. Tales consecuencias adversas reducirán inevitablemente la seguridad, la durabilidad y el uso normal del tablero. En casos severos, también pueden causar daños estructurales. daño. Por lo tanto, al diseñar una losa colada in situ, es necesario analizar correctamente el estado de tensión de la losa, estar familiarizado con los diversos requisitos estructurales de la losa e implementar estrictamente los requisitos estructurales correspondientes en la especificación, para poder eliminar fundamentalmente los peligros ocultos en la calidad del diseño.
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