[发明专利]一种矩形双向板体系荷布集度及最大弯矩计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矩形双向板体系结构荷载与内力数据的新等代计算方法，尤其是涉及一种矩形双向板体系荷布集度及最大弯矩计算方法。

背景技术

在各种建筑物、构筑物的设计中，“板”是一种常见的结构单元。例如，结构的楼板体系、仓板体系、大型矩形水池等，通常由钢筋混凝土板、组合板或钢板组成。该体系中每一块单元板多数由梁或墙三边或四边支撑形成一个整体结构。随着技术的发展，对于办公楼、多层仓库、车库和水池等板式结构中矩形双向板体系的结构内力分析已可借助包含有限元法或数值分析法计算功能的计算软件来完成，简单地，也可以查表计算。为了适应工程分析多方面的需要，不少研究者提出了许多简化计算的实用方法，条带法就是其中之一。

条带法的思路是将复杂的受荷双向板体系，分解为两个正交的单向板梁体系，同时对板的实际载荷进行分解，将双向工作板的分析变换成对等代的板梁体系进行计算，使其控制内力与板相应的实际内力值接近，从而达到实用和简化计算的目的。

现有条(板)带法主要有MARCUS条带法、广义条带法、Hillerborg条带法、分配式条带法等，具体如下：

1)MARCUS条带法：MARCUS提出的条带法，其基本思想是，板跨中的两条单位宽的正交板带中点挠度值相等，两条板带均布荷载之和等于板实际分布荷载，边界条件一致。尽管其计算方式十分简单，但经计算比对，MARCUS的条带法计算结果与实际值存在不小的差异。

2)广义条带法：J.S.FERNANDO提出了广义条带法。该方法的基本思想是，根据板上各点沿X和Y方向条带的弹性挠度相等原则来确定荷载分配。这样得到的计算精度是高的，但板带荷载难以形成规则解。

3)Hillerborg条带法：根据极限分析的下限定理，Hillerborg提出的条带法包括简单条带法和高等条带法，前者存在一定的局限性，后者十分复杂，实用性受限。

4)分配式条带法：将计算对象分解成不同的板域，按不同的荷载分配比例分别计算，系统性和计算效率有限。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足或不便而提供一种提高矩形双向板设计安全性、便利性和计算可靠性高的矩形双向板体系荷布集度及最大弯矩计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种矩形双向板体系荷布集度及最大弯矩计算方法，该方法采用拟征条带法计算矩形双向板的荷布集度和最大弯矩，具体包括以下步骤：

A、截取矩形双向板中两条单位宽的正交板带；

B、考虑矩形双向板的宽长比和四边支座条件，计算板带的荷布集度，所述四边支座条件包括四边简支和四边固端；

C、计算矩形双向板最大弯矩及其关系；

所述正交板带满足以下要求：1)正交板带的最大挠度与矩形双向板的实际挠度值相等，2)矩形双向板荷载以板底塑性铰线形成特征位置进行荷域分割，3)板带荷载形态基本上拟形矩形、三角形和梯形及其组合分布，4)板带两端边界条件与矩形双向板的边界条件相一致，并符合条带法的基础假设，即板带内扭矩为零。

对于四边简支的矩形双向板，所述步骤B具体为：

定义矩形双向板X方向长度为Lx，Y方向长度为Ly，对矩形双向板进行荷载分区，荷载分区线为荷域分角连线；

计算板带的荷布集度的公式具体为：