拉梁是专用于基础连系梁的构件,其特点是不考虑梁下土的地基承载力,不参与基础整体有限元分析,只起到联系其他基础的构造作用。有用户在拉梁计算时,按软件帮助文件上拉梁内力取值规则,手算的拉梁内力与软件计算的不一致?软件中拉梁内力是如何计算的呢? 一、用户问题
拉梁是专用于基础连系梁的构件,其特点是不考虑梁下土的地基承载力,不参与基础整体有限元分析,只起到联系其他基础的构造作用。有用户在拉梁计算时,按软件帮助文件上拉梁内力取值规则,手算的拉梁内力与软件计算的不一致?软件中拉梁内力是如何计算的呢?
一、用户问题
框架结构,基础形式是承台桩,部分承台间有拉梁(如上图)。为核算方便研究单跨拉梁内力(基础模型右上),查看构件信息,拉梁J端(上端)是176组合控制,拉梁拉力367kN,弯矩为624kN.m。
读取176组合柱底力,如下图,根据软件帮助文件,拉梁轴力取柱底轴力1/10应该是2138.1/10=213.8kN,拉梁承担弯矩比例为1,所以弯矩是507.9kN.m,与构件信息中的内力取值不一致,不知道哪里出问题了,特此请教。
二、规范要求
三、软件规定与取值原则
拉梁荷载在【计算分析】会自动将荷载传递到基础。
拉梁的计算和配筋采用交叉梁的计算模型,计算中以柱为拉梁计算的固定支座(不考虑墙),拉梁上作用有如下荷载类型:
1.拉梁自身的附加荷载(附加恒载、附加活载)
2.拉梁自重、覆土重
3.柱底弯矩(恒载、活载、X风、Y风、X地震、Y地震、竖向地震等)
作用于拉梁轴力取柱底轴力的1/10,不考虑墙。
作用于拉梁两端柱底弯矩的大小,取决于“柱底弯矩”的大小和“柱底弯矩分配系数”。后者在计算参数中可以修改,如下图。
拉梁轴力、弯矩取值原则如下:
拉梁轴力取值原则:柱底轴力的1/10,其中柱底轴力是单工况下拉梁两端柱底轴力最大值再进行组合。需要注意的是,《桩规》4.2.6条规定拉梁轴力按柱底轴力的十分之一取值,并未明确是组合后的轴力还是单工况的轴力,由于这个十分之一也是经验数值,所以软件偏于安全的取单工况下两端柱底轴力的最大值再进行组合,防止组合后柱轴力小于单工况恒载柱轴力。
拉梁弯矩取值原则:按承担的柱底弯矩比例分配,柱底弯矩为组合后弯矩。拉梁的弯矩,除了按比例承担柱底弯矩外,还有自重、覆土重、附加恒载、附加活载产生的弯矩。其中柱底弯矩还和两个参数有关:“柱底弯矩放大系数”,“考虑高差引起附加弯矩(刚体基础自动考虑高差引起的附加弯矩)”。
四、用户问题复核
1.拉梁轴力
根据软件对拉梁计算原则,应先求出拉梁两端单工况下柱底轴力最大值,再进行组合,最后取组合值的1/10。拉梁两端单工况下柱底内力如下:
(点击查看大图)
2.拉梁弯矩
(1) 拉梁弯矩的影响因素
拉梁承担弯矩比例是1、重要性系数为1.1(抗震工况不考虑)、柱底弯矩放大系数为1,考虑高差引起附加弯矩(刚体基础自动考虑高差引起的附加弯矩)。
(2)不考虑自重
J端拉梁弯矩等于柱底弯矩,即考虑高差引起的附加弯矩。
MJ=Mx+Vy*h=507.9+108.4x1=616.3kN.m(基础底标高-2m,柱底标高-1m),与构件信息616kN.m一致。计算简图中弯矩负值,指的是绕x轴弯矩,右手拇指指向x轴负向,对于拉梁,刚好是上端受拉,所以计算书中是负值,负弯矩。
I端拉梁弯矩等于柱底弯矩,即考虑高差引起的附加弯矩。
MI=Mx+Vy*h=1709.1+290.9x1=2000kN.m(基础底标高-2m,柱底标高-1m),与构件信息2000kN.m一致。计算简图中弯矩正值,指的是绕x轴弯矩,右手拇指指向x轴正向,对于拉梁,刚好是上端受拉,所以计算书中是负值,负弯矩。
(3)考虑自重
拉梁计算和配筋采用交叉梁的计算模型,计算中以柱为拉力计算的固定支座(不考虑墙)拉梁截面400x600(mmxmm),柱节点间跨度3.5m,容重25kN/m3,
拉梁自重qk=0.4x0.6x25=6kN/m
拉梁自重产生的端弯矩
Mq=γGqkl2/12=1.3x6x3.52/12=7.9625 kN.m
J端,MJ=Mx+Vy*h+Mq=507.9+108.4x1+7.9625=616.3+7.9625=624.263kN.m与构件信息624kN.m一致。
I端,MI=Mx+Vy*h+Mq=1709.1+290.9x1+7.9625=2000+7.9625=2007.963kN.m与构件信息2008kN.m一致。
知识点:基础拉梁内力的计算