大板楼盖计算的一点思考（一）

前天晚上看了YJK官网上的“大板加腋方案对比及软件实操”视频，发现有个感觉很奇怪的地方，就是 加腋大板与框架梁同向且在其跨中部位的加腋板底筋值非常大 （要详细了解的可以去官网看） ，如下图：  

官网视频

官网视频

也建一个模型，几何和材料参数按视频对应的PPT，楼板属性为弹性板6，梁刚度放大系数按混规，导荷方式为有限元, 梁按杆元 。

视频对应的PPT

板底X向配筋面积

（从等值线图可以发现，柱网轴线上跨中部位板底配筋大于板跨中配筋，板弯矩分布与一般板规律不同，是不是觉得不合常理？其实是加腋板在梁侧边加厚区因板刚度增大，梁板变形协调所分配的与梁同向的弯矩）

X向底筋面积

（Asmax=1166 mm2/m）

X向基本组合板弯矩

（Mmax=182 kn*m/m）

与最大弯矩对应单元轴力

（ N=-59kn/m）

各单元板厚度

（h =478mm）

根据以上弯矩Mmax=182 kn*m/m，板厚478mm，C30混凝，HRB400钢筋，轴力N=0不考虑轴压力按纯弯计算配筋，配筋面积为As=1167mm2/m,与YJK一致，即使考虑轴力N=-59 kn/m，配筋面积为As=1135mm2/m，轴压力较小对其减少非常有限。

纯弯构件计算配筋

压弯构件计算配筋

MIDAS GEN计算结果

（Mmax=174.3 kn*m/m）

同时采用MIDAS GEN计算做了对比，弯矩基本与YJK一致， YJK计算没有问题，只是在配筋时没有考虑有利轴压力的有利因素而已，到此 只是说明了当前计算模型的计算结果没有问题，但不代表把这个计算结果用于实际项目中就不一定没有问题 。

从上图可知，构件在弯曲变形时的“梁板计算模型关系” 反映不出真实的梁板空间关系，是算不出梁轴力来的，即梁轴N=0， 既然算不出梁板的轴力，那程序计算结果里为什么有轴力呢？其实程序里的轴力不是由于梁板弯曲变形协调产生的，更不是采用弹性板6后就可以真实考虑梁板的轴力。

轴力的来原看下面一计算简图便知：

可以发现，梁（本算例模型为梁+板轴力）轴力恒等于柱剪力，即Nx=Vx，由此可知，按弹性板6+杆元梁是无法计算出梁板空间关系而产生的轴力， 模型中梁板轴力是由柱剪力产生的 。

尝试通过一些除实体单元以外的其它更简便又可以反映出梁板空间关系的计算方法，以获得较为真实的梁板空间关系产生的轴力；

还是上一个计算型，仅修改一下参数，但不是视频里所采用的“弹性板与梁协调时考虑梁向下偏移”方法，而是把梁设置壳元，与梁板形成较为合理的梁板空间关系 （加腋高度越高误差可能越大，因为相当于把板中性轴移至梁顶了，但总比板中性轴平梁中性轴位置精度高） ，如下图：

梁设壳元后分析模型

（已经可以体现梁与板的空间关系）

X向基本组合板弯矩

（Mmax=71 kn*m/m）

与最大弯矩对应单元轴力N=-863kn/m

根据以上弯矩Mmax=71 kn*m/m，板厚478mm，C30混凝，HRB400钢筋，轴力N=-863 kn/m，按压弯构件进行截面设计，配筋面积为As=-611mm2/m, 即从计算上不需要配置纵向钢筋就可以满足计算要求了，仅配筋构造钢筋即可， 从梁板空间关系的概念来分析，楼板本应受到比较大的轴压力，按压弯构件考虑似乎更加合理 。

从以上分析可知，如果我们按照YJK官网视频的方法进行计算，就是设置了一些不必要的钢筋，即使设置了此钢筋也是没有多大的作用，因为此钢筋基本在梁中性轴附近；

即使在设计时偏安全不考虑此轴压力，可以把一定范围内板单元弯矩积分到肋梁里，配筋计算时不按板单元厚度来计算，按梁高度计算配筋叠加至梁底部也是一个较为经济的做法，其实就是相当于把钢筋配置在T形截面受拉翼缘里，采用这种做法的也有很多，比如：

1）多阶的独立基础，就是先把整个基础宽度范围内弯矩积分后按最高阶高度进行配筋计算，并不是按每一阶弯矩和对应厚度计算配筋后再叠加；

2）无梁楼盖，也是先积分整个柱上板带宽度范围内弯矩后，按托板（柱帽）+板厚总高度计算板带支座处配筋，也不是按各板元配筋叠加；

3）空心板楼盖，当采用等效实心板有限元计算时，也是先把板元弯矩积分为肋梁弯矩后，按肋梁高计算肋梁配筋。

以上只是对视频里的分析结果和加腋钢筋加设箍筋等觉得好奇做了些分析与验证，以上仅个人观点，供做大板设计的同行们参考。

顺便对比一下梁配筋：

我之前发过的第044、046和047篇文章有用实体单元分析简单的小框架，梁板的空间关系作用对计算结果影响非常大，对设计结果影响非常大，第044篇文章文末有韩老师团队做试验验证的结论，如下：

梁用杆元

（无法考虑梁板空间关系）

梁用壳元

（可以考虑梁板空间关系）

以上两图是加腋大板计算模型的梁配筋简图，一个是梁用杆元梁配筋简图，另一个是梁用壳元梁配筋简图，对比两图支座配筋可以发现相差比较大，符合韩老师的带楼板整体楼盖试验结论现象 （不带楼板的试验不算数） ；

上图箭头所指“梁用壳元”简图支座筋面积为20 cm2，经查计算书梁配筋计算时未有考梁轴压力，是按纯弯构件进行计算的，计算如下：

查基本组合号8，梁端轴压力为N=-1488.8 kn，弯矩M=487kn,按压弯构件计算支座钢筋面积为As=340 mm2，是纯弯构件计算值的1/5.6， 是不是与韩老师做试验结果 “梁抗弯承载力是规范计算值的5倍”有点接近呀？哈哈，这里只是内力设计值材料强度设计值算出来的配筋面积数字有点接近5倍，数字上的巧合而已，靠专家们去研究了。

从历次地震震害、韩老师做试验和这次简单算例结果来看，因为 楼板神一般的存在 ，梁板的空间关系使得梁端抗弯承载力超强和较大的轴压力，最终使得梁端破坏跟柱子一样，由混凝土压碎开始而不是钢筋先屈服的延性破坏 （韩老师试验结论） 。