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          澤林分享| 土承地坪的設計結構(Ⅱ)

          2021-11-19 10:18:58

          地坪縫的荷載傳遞
           
          需要進行荷載傳遞的地坪實際自由邊緣或角部相對少見,因為這些部位一般都只出現在建筑物的周線處。地坪板塊之間的地坪縫及其交叉點則非常重要,因此在這些部位須設置荷載傳遞機制以免造成地坪板不均勻的豎向位移。通過地坪縫傳遞 50%以上的荷載是不可能的。
           
          對于下列地坪縫種類,其荷載傳遞須分別考量。
           
          自由伸縮模板縫:地坪縫裝置含有圓形或方形截面的傳力桿或單獨的傳力板。
           
          自由伸縮鋼切?。簩髁U置于套筒內。鋸切會誘導裂縫豎向貫穿整個地坪板,荷載傳遞由骨料咬合和傳力桿提供。
           
          限制伸縮模板縫:用設置傳力鋼筋的方法來限制接縫的自由伸縮,這些鋼筋的布置方法與傳力桿的布置方式相同,但在接縫兩側鋼筋都須達到其錨固長度。鋼筋的數量應與地坪板中鋼筋數量對應,配筋率一般在0.08-0.125%的范圍內。通常傳力鋼筋的直徑為12mm,以間距450-600mm布置。
           
          限制仲縮鋸切縫(僅用于網片增強混凝土地坪板):鋸切會誘導裂鏈豎向貫穿整個地坪板。但網片在切縫處連續,荷載傳遞由骨料咬合和網片提供。
           
           
          1 、骨料咬合的荷載傳遞作用
           
          骨料咬合是指狹窄不規則裂縫通過裂縫形成時兩邊暴露出來的骨料顆粒的相互接觸,將荷載從一側傳遞到另一側的能力。其效果取決于鋸切縫的張開寬度、地坪板厚、地基支承能力、荷載及其作用方式、以及骨料的棱角特性。顯然,骨料只能在限制伸縮鋸切縫處的誘導裂縫中或狹窄的隨機裂縫中產生。
           
           
          根據 Colley 和 Humphrey[54] 的研究,在設計應用中,張開寬度 1.5mm 的裂縫可以通過其傳遞15% 的荷載。在交通頻繁或承受重型荷載的區域,當鋸切縫或裂縫的張開寬度超過0.9mm 時,就應當對其進行充填,以恢復其骨料咬合能力。
           
          因此設計方法為:


           
           

           
          2、傳力件或鋼筋的荷載傳遞
          傳力件與鋼筋的抗彎、抗剪承載力和劈裂力的計算方法可參看第6.5章節。對于土承地坪,承擔荷載傳遞功能的傳力件有效數量取外施荷載中心線兩側18 l距離范圍內的傳力件數量,其中l為相對剛度半徑(Yoder and Witczak[55])。假定每個傳力件承受的荷載隨其與外施荷載中心線距離的增加而呈線性減小。這相當于假定中心線兩側0.9 l距離范圍內的所有傳力件都以其承載力工作。
           
          受沖切承載力與地基支承
          1、地坪板的受剪承載力
           
          由于工業首層地坪的主要設計荷載是貨架與叉車產生的點荷載,因此需要考慮其沖切作用。
           
           
          受沖切承載力按照第6.4章節的方法通過驗算荷載作用面積周線處的剪應力及距離荷載作用面積周邊2.0d處臨界截面周線處的剪應力來確定,這里的是指混凝土地坪板的截面有效高度。參看圖7.8.

           
           
           


          2、地基支承
          由于假定地坪與墊層保持接觸,沖切臨界截面周線范圍內的這部分荷載可以視作直接作用在地基上,因此設計作用力減小了。計算地基反力的方法如下:
           

           


          然后,可以從作用力中扣除反力。
           
           
          線載荷
           
           
          這里采用了以Hetenyi [49]的研究為基礎的彈性分析法。這種分析方法采用傳統的綜合安全系數1.5。由于已對材料性能采用了1.5的系數,不應再對荷載采用其它系數。用以確定土承地坪彎矩的等式采用了術語λ,其中:


           


          由于該等式是以彎矩的彈性分布為基礎的,Mun應當采用開裂彎距,也就是等式2中得到的數值。不應采用纖維增強混凝土板或網片增強混疑土板的殘余彎矩(等式4的計算結果)。
           
           
          等式34適用于遠離地坪縫或地坪板邊的線荷載。地坪板在自由邊處對線荷載的承載力為3λMun,并在距離自由邊3/λ處增加到4λMun。如果地坪縫至少能夠傳遞15%的荷載,則在距離地坪縫1/λ處的地坪板對線荷載的承載力可增加到4λMun一參看圖7.9。
           
           
          這種情況可以通過事實來說明:即對于遠離地坪板邊的線荷載,零彎矩的位置與荷載的距離大約為1/λ這與具有抗剪承載力但沒有轉動剛度的地坪縫情況相似。
           

           


          均布荷載
           
           
           
          這里采用了以Hetenyi[49]的研究為基礎的彈性分析法。這種分析方法采用傳統的綜合安全系數1.5。由于已對材料性能采用了1.5的系數,不應再對荷載采用其它系數。和上述計算線荷載的情況一樣,此處用以確定土承地坪彎矩的等式也采用了術語λ(等式33)。
           
           
           
          下面的等式沒有考慮均布荷載靠近地坪縫的情形。Hetenyi[49]對靠近地坪縫的均布荷載提供23了分析方法,但很復雜。習慣上,計算均布荷載時都忽略地坪縫的因素,且已知這樣不會導致地坪破壞。建議繼續使用此方法,盡管設計師仍可參照Hetenyi[49]的方法更精準確對地坪板進行分析。
           
           
           
          均布荷載的常見案例是堆載。一般情況下,地坪板會承受隨機模型的均布荷載,但已經發現地坪板的正(下凸)彎矩是由作用寬度為π/2λ)的均布荷載引起的,如圖7.10(a)所示。


           


          負(上凸)彎矩在一對均布荷載之間的位置產生,且每個均布荷載的作用寬度是π/λ,均布荷載間距為π/2λ,如圖7.10(b)中所示。這個間距就是平時常說的臨界巷道寬度。
          單位面積的承載力,q,有下式得出:


           

           


           
           
          如均布荷載的作用位置已明確,Hetenyi[49]給出了由作用寬度為2c的均布荷載引起的正彎矩(如圖7.22(a)中所示)的等式為:


           
           


           
          在與均布荷載作用面的近端距離ɑ1處,即與均布荷載作用面遠端距離b1處,參看圖7.11(b),產生的負彎矩,Mn1,由下式得出:
           

           
           



           
          如果第貳個均布荷載位置靠近第壹個均布荷載,就會產生一個附加的彎矩Mn2,也由等式37確定,但需采用相應的ɑ和b值。因此q可以由(Mn1+Mn2)的值確定,將這個值等于混凝土板的負彎矩承載力Mn。



           

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