问题描述:
在 ETABS 楼板设计中,基于有限元的配筋结果中的峰值平均选项,其原理是什么?
解答:
采用 ETABS 楼板设计功能时,可以选择基于有限元输出配筋结果,程序会输出楼板对应的配筋云图。其中,峰值平均化的原理是:以配筋最大值对应的点为圆心,以用户指定的最大平均宽度为直径画圆,对任意半径上所有节点的配筋值取平均,对比不同半径的配筋平均值并确定最大值,则该平均值即为峰值平均后的配筋值。
现在以一个跨度 8m x 8m 的楼板为例,说明峰值平均化的原理。
将楼板按照 0.5m x 0.5m 进行网格划分,最终划分为 16 x 16 份,楼板厚度为 200mm,施加的均布面荷载为 10kN/m2。运行分析和设计后,不考虑峰值平均,程序显示的有限元配筋云图如图 1。
图 1:未指定峰值平均的配筋云图
指定峰值平均并将最大平均宽度设置为 7m 后,再次显示有限元配筋云图,结果如图 2。
图 2:指定最大峰值平均宽度 7m 后的配筋云图
为验证峰值平均后的配筋值,依次读取最不利半径方向上各节点的配筋值,如图 3 所示。
图 3:最不利半径方向上各节点的配筋值
对以上 8 个节点的配筋值求和取平均,算出各节点的平均配筋值为:
(519.35+584.41+635.19+678+711.38+735.32+748.74+752.67)/8=670.7
与图 2 显示的平均配筋值 677.21 相比,上述手算结果仅相差 1% 左右。相差原因是图 3 中各节点配筋值是手工提取,与程序内部提取的值有微小差异。