摘要：主要講了砼護(hù)面板的應(yīng)力計(jì)算方法，表明對(duì)砼護(hù)面板在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能套用原有的半經(jīng)驗(yàn)的分塊與結(jié)構(gòu)配筋，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮工程的各種因素，對(duì)重要的護(hù)面板結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析，使護(hù)面板不產(chǎn)生裂縫或裂縫寬度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，以提高構(gòu)件的安全程度

　　關(guān)鍵詞：砼護(hù)面,工程,期刊論文發(fā)表

　　一、問(wèn)題的提出：

　　砼護(hù)面板是指豎向荷載較小，面積較大而厚度相對(duì)較小又和地基直接接觸的一類(lèi)砼結(jié)構(gòu)板，在工程實(shí)踐中多用于渠道防滲、水閘前后護(hù)坦，廠房地板及砼房頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)中，而這些結(jié)構(gòu)多為砼結(jié)構(gòu)和少筋砼結(jié)構(gòu)。由于承受豎向荷載較小又與地基直接接觸，其應(yīng)力計(jì)算一般不被重視，而直接按半經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范分塊并配以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)鋼筋，忽視內(nèi)力計(jì)算。然而，這樣處理的結(jié)果很難滿足千變?nèi)f化的工程實(shí)際情況，致使一些護(hù)面板產(chǎn)生裂縫影響使用與安全。如1981年修建的橫山嶺水庫(kù)磁右電站檢修間地板開(kāi)裂，1991年修建的橫山嶺水庫(kù)非常溢洪道下游有三塊地板開(kāi)裂。民房剛性房頂開(kāi)裂等多屬一類(lèi)問(wèn)題，而這些結(jié)構(gòu)大多又能滿足規(guī)范規(guī)定的分塊及配筋要求。所以必須充分重視其應(yīng)力計(jì)算以滿足工程實(shí)際要求。現(xiàn)就砼護(hù)面板的應(yīng)力計(jì)算方法淺議如下：

　　二、計(jì)算原則：

　　(一)、豎向荷載作用的內(nèi)力計(jì)算：

　　豎向荷載一般較小，其內(nèi)力可按彈性地基梁進(jìn)行計(jì)算不再陳述。

　　(二)、水平荷載的內(nèi)力計(jì)算：

　　水平荷載的內(nèi)力計(jì)算為本文的研究對(duì)象也往往不被重視，然而是產(chǎn)生護(hù)面板裂縫的主要因素。

　　水平荷載主要來(lái)源于護(hù)面板的固端約束、面板于地基的摩擦約束在砼干縮及溫度變化影響所產(chǎn)生的水平拉力。

　　1、面板兩端固定情況下的受力計(jì)算。

　　由于兩端固定不允許面板變形。在砼干縮或溫降變形作用下的拉力F為：

　　F=：ε·Eh·A (1)

　　式中：ε為砼應(yīng)變量，計(jì)算砼干縮變形時(shí)取砼的干縮應(yīng)變量ε干，計(jì)算溫度降低引起的應(yīng)變量按下式計(jì)算：

　　ε=a·t (2)

　　其中：a是砼線脹系數(shù)，一般情況下a=0.7～1.4×10-5

　　t為溫度變化量

　　Eh為砼的彈性模量

　　A為砼板的斷面積

　　2、一端固定情況下的受力計(jì)算

　　兩端自由的護(hù)面板取長(zhǎng)度的一半為計(jì)算單元和一端固定一端自由的受力情況完全相同，因此，實(shí)屬一類(lèi)問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)所受水平力F為其面板與地基的水平摩擦約束力，按下式進(jìn)行計(jì)算：

　　F=fG+N (3)

　　式中：f為摩擦系數(shù)

　　G為護(hù)面板自重

　　N為粘著水平剪力 N=CW

　　C為單位面積粘結(jié)剪力

　　W為地基面板的接觸面積

　　(三)、應(yīng)力計(jì)算：

　　砼護(hù)面板結(jié)構(gòu)隨配筋量的不同其力學(xué)性能和計(jì)算方法也不同，滿足下述表達(dá)式按鋼筋砼計(jì)算，否則，按少筋砼或素砼進(jìn)行計(jì)算：

　　Fg≥Fh+Fg` (4)

　　式中：Fg為計(jì)算斷面鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的總拉力。

　　Fh為計(jì)算斷面砼達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度的總拉力。

　　Fg`為Fh相應(yīng)變形時(shí)計(jì)算段面鋼筋的總拉力。

　　兩端固定情況下的配筋計(jì)算：

　　由于兩端固定情況下結(jié)構(gòu)不允許變形，這樣按(1)式計(jì)算出的拉力僅干縮一項(xiàng)就已經(jīng)超過(guò)少筋砼的極限拉力。若配筋量在少筋砼范圍內(nèi)將首先在強(qiáng)度薄弱斷面產(chǎn)生裂縫，裂縫一但產(chǎn)生，鋼筋又無(wú)能力使砼護(hù)面板產(chǎn)生第二條、第三條……裂縫。因此，全結(jié)構(gòu)的溫度及砼干縮變形量將集中于這一裂縫，這是結(jié)構(gòu)不允許的，因此，必須增加配筋量按鋼筋砼計(jì)算，其配筋量按下式求解：

　　Ag=(K·δh·A-L·B(C+f·q))/(Rg-K·εh·Eg) (5)

　　式中：Ag—鋼筋面積

　　Kg—鋼筋的安全系數(shù)

　　δh—砼的極限拉應(yīng)力

　　εh—砼達(dá)到極限拉應(yīng)力的應(yīng)變量

　　Eg—鋼筋的彈性模量

　　L—裂縫間距

　　B—砼護(hù)面板的寬度

　　C—護(hù)面板與地基單位面積粘抗剪力

　　q—護(hù)面板單位面積的自重

　　f—護(hù)面板與地基的系數(shù)

　　A—護(hù)面板計(jì)算斷面積 A=B·h

　　h—護(hù)面板的厚度

　　K—安全系數(shù)(鋼筋砼構(gòu)件軸心受拉安全系數(shù))

　　2、求裂縫間距L

　　計(jì)算公式：

　　L=e/(a(t。+t)- εh/2) (6)

　　式中：e—限制裂縫寬度

　　a—砼的線脹系數(shù)

　　t。—砼干縮折合溫變量

　　t—溫降量

　　εh—拉極限應(yīng)變量

　　3、一端固定一端自由情況下的配筋計(jì)算：

　　由于一端自由的護(hù)面板結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力是由于砼干縮和溫降情況下結(jié)構(gòu)與地基的摩擦阻力和粘結(jié)剪力所致，所以從自由端算起當(dāng)距離L超過(guò)下述表達(dá)式的計(jì)算值，超過(guò)部分按(5)式計(jì)算配筋。

　　L=(δh·A+εh·Eg·Ag)/K`·B(f·q+C)

　　式中：K`—安全系數(shù)，取素砼構(gòu)件軸心受拉時(shí)安全系數(shù)。

　　其他符號(hào)同前

　　三、幾條建議：

　　根據(jù)以上應(yīng)力分析，由(5)式可看出砼護(hù)面板厚度較大，面積較大時(shí)，計(jì)算出的配筋量往往較大很不經(jīng)濟(jì)，如果條件允許可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)分縫減少工程造價(jià)，以取得經(jīng)濟(jì)適用的設(shè)計(jì)成果。對(duì)護(hù)面板設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)建議：

　　1、一般不采用兩端固定結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)前詳細(xì)掌握地基的地址條件。盡量采用兩端均為自由端的結(jié)構(gòu)形式。

　　2、伸縮縫應(yīng)盡量布置在結(jié)構(gòu)與地基摩阻系數(shù)小的位置。

　　3、應(yīng)采用工程手段減小結(jié)構(gòu)與地基的摩擦阻力。

　　4、少筋砼一端固定一端自由的分塊長(zhǎng)度不大于(6)式計(jì)算的L值。兩端自由的分塊長(zhǎng)度不大于(6)式計(jì)算出的L值的2倍，否則，中間大于L值部分應(yīng)按(5)式進(jìn)行配筋計(jì)算。

　　5、遇有兩端固定的結(jié)構(gòu)形式，必須進(jìn)行配筋計(jì)算，摩阻系數(shù)和單位面積粘結(jié)剪力通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。裂縫允許寬度按規(guī)范要求取值。

　　總之，對(duì)砼護(hù)面板在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能套用原有的半經(jīng)驗(yàn)的分塊與結(jié)構(gòu)配筋，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮工程的各種因素，對(duì)重要的護(hù)面板結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析，使護(hù)面板不產(chǎn)生裂縫或裂縫寬度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，以提高構(gòu)件的安全程度。