塑性双向板

塑性双向板　　（GB 50010－2010）、（GB 55001－2021）

子程序界面

技术条件

摘要：按极限平衡法计算四边支承弹塑性板。既可指定跨中及各支座的实配纵筋或弯矩，也可由程序进行优化计算。可考虑爆炸动荷载的等效静荷载作用。
编制依据
- 《建筑结构荷载规范》GB 50009－2012，以下简称“荷载规范”；
- 《混凝土结构设计规范》GB 50010－2010（2015 年版），以下简称“混凝土规范”；
- 《人民防空地下室设计规范》GB 50038－2005（2023 年版），以下简称“人防规范”；
- 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068－2018；
- 《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476－2019；
- 《工程结构通用规范》GB 55001－2021，以下简称“结构通用规范”；
- 《混凝土结构通用规范》GB 55008－2021，以下简称“混凝土通用规范”；
- 《建筑结构静力计算手册》（第二版），以下简称“静力手册”。

按极限平衡法计算四边支承弹塑性板。计算假定、计算公式参见静力手册第四章第三节等有关章节。
程序输出的实配钢筋除根据用户定义的配筋方案外，尚满足混凝土规范第 9.1.3 条的规定，“板中受力钢筋的间距，当板厚不大于 150mm 时不宜大于 200mm；当板厚大于 150mm 时不宜大于板厚的 1.5 倍，且不宜大于 250mm”。

跨度、板厚

跨度 L_x、跨度 L_y
- L_x、L_y——分别为 X、Y 方向上的计算跨度（mm）。一般情况下，可取板净跨加上 200mm。
板厚 h
- h——楼板结构层厚度（mm）。
- 允许输入短跨方向计算跨度的分数值，如“1/30”“1/40”等。
- 混凝土通用规范第 4.4.4 条第 4 款规定，“现浇钢筋混凝土实心楼板的厚度不应小于 80mm”。

荷载

□自动计算楼板自重
- 设置是否自动计算楼板自重。
- 当勾选时，自动计算楼板自重，“附加永久荷载的标准值 g_k”输入框应输入除楼板自重以外的永久荷载标准值。
- 楼板自重标准值取混凝土容重 γ_c 与板厚 h 的乘积。当附加永久荷载的标准值 g_k 不小于零时，混凝土容重 γ_c 取 25kN/m³；当 g_k 小于零时，γ_c 取 -22.5kN/m³。

永久荷载的标准值 g_k
- g_k——永久荷载的标准值（kN/m²）。
- 当勾选“□自动计算楼板自重”时，输入框为“附加永久荷载的标准值 g_k”。
- 永久荷载的标准值 g_k 可输入负值。
- 当永久荷载的标准值 g_k 小于零、“永久荷载的分项系数 γ_G”大于 1.0 时，γ_G 取 1.0。
附加永久荷载的标准值 g_k
- g_k——除楼板自重外的永久荷载的标准值（kN/m²）。
- 当未勾选“□自动计算楼板自重”时，输入框为“永久荷载的标准值 g_k”。
- 附加永久荷载的标准值 g_k 可输入负值。
- 当附加永久荷载的标准值 g_k 小于零、“永久荷载的分项系数 γ_G”大于 1.0 时，γ_G 取 1.0。

可变荷载的标准值 q_k
- q_k——可变荷载的标准值（kN/m²）。
- 可直接选择输入框下拉列表中的建筑物类别，如“住宅”“办公楼”等，程序按结构通用规范表 4.2.2、4.2.3、4.2.8 等确定 q_k 的取值。
- 输入某些活荷载的建筑物类别可能还需要选择“活荷载类别的分项”。例如“均布活荷载的类别”为“厨房”时，“活荷载类别的分项”还应选择“餐厅”或“其他”。
活荷载类别的分项
- 输入活荷载类别的分项。
- 当“可变荷载的标准值 q_k”输入建筑物类别时，某些类别还需要输入活荷载类别的分项。

可变荷载的分项系数 γ_Q
- γ_Q——可变荷载（效应）的分项系数。
- 当输入“自动”时，取 1.5。
- 结构通用规范第 3.1.13 条第 3 款规定，“标准值大于 4kN/m² 的工业房屋楼面活荷载，当对结构不利时不应小于 1.4；当对结构有利时，应取为 0”。
永久荷载的分项系数 γ_G
- γ_G——永久荷载（效应）的分项系数，用于由可变荷载效应控制的组合、当其效应对结构承载力不利时。
- 当输入“自动”时，取 1.3。

可变荷载调整系数 γ_L
- γ_L——可变荷载（楼面和屋面活荷载）考虑设计工作年限的调整系数。
- 对于楼面和屋面活荷载考虑设计工作年限的调整系数 γ_L，根据结构通用规范第 3.1.16 条第 1 款的规定，当设计工作年限为 5 年、50 年、100 年时，分别取 0.9、1.0、1.1。
- 当输入“自动”时，取 1.0。

爆炸动荷载等效静荷载标准值 q_e
- q_e——爆炸动荷载的等效静荷载标准值（kN/m²）。爆炸动荷载作用在板顶面时，q_e 输入正值，作用在板底面时，q_e 输入负值。
- 允许输入板底与板面的等效静荷载，输入时数值之间用逗号（“,”）分开。程序可对平时、战时及两面不同抗力单元进行最不利组合。
- 当 q_e 输入两个数值时按不同时受荷考虑，一般应为异号以考虑两相邻不同抗力单元，程序将分别进行荷载（效应）组合。
允许延性比 [β]
- [β]——受弯构件的允许延性比。
- 仅当“等效静荷载标准值 q_e”不为零时，“允许延性比 [β]”方可输入。

钢筋、混凝土

板底纵筋合力点至近边距离 a_s
- a_s——板底受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离（mm）。
- 当输入“一类”“二a类”“三a类”等环境类别或“Ⅰ-A”“Ⅰ-B”“Ⅱ-C”等环境作用等级时，纵筋直径将根据实配钢筋或默认的纵筋直径 d＝10mm 确定。
- 请参阅“受拉纵筋合力点至近边距离 a_s”。
板面纵筋合力点至近边距离 a_s'
- a_s'——板面受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离（mm）。
- 当输入“自动”时，取为 a_s。

最外层纵筋的方向
- 选择最外层纵筋的方向，可选择“自动”“X 向双排”“Y 向双排”“X 向板底”“Y 向板底”等。
- 当选择“自动”时，程序将板底短跨方向的纵筋排放在最外层，板面纵筋按单层考虑。
- 当选择“X 向双排”或“Y 向双排”时，板底、板面的最外层纵筋按指定方向排放。
- 当选择“X 向板底”或“Y 向板底”时，板底的最外层纵筋按指定方向排放，板面纵筋按单层考虑。
- 当选择“自动”时，一般情况下双层纵筋中的短跨方向放在最外层，长跨方向排放在内层。如果在计算最外层纵筋时的截面有效高度取 h₀，则内层纵筋的截面有效高度应为 h₀－d，d 为板底纵筋平均直径，程序根据板厚、最小配筋率、实配纵筋等条件自动取值。

受拉纵筋最小配筋率 ρ_min
- ρ_min——一侧受拉纵筋最小配筋率（％）。
- 可输入“自动”“次要构件”及具体数值。
- 当输入“自动”时，程序取混凝土通用规范第 4.4.6 条规定的配筋率下限与配筋特征值相关表达式二者中的较大值；当非悬臂板的纵向受拉钢筋强度等级不小于 500MPa 时，配筋率下限取 0.15，其余情况取 0.20；配筋特征值相关表达式为 45f_t/f_y。
- 当输入“次要构件”时，ρ_min 取值同“自动”，构件截面的临界高度按混凝土规范第 8.5.3 条规定取值。
- 当输入具体数值时，取输入值与 45f_t/f_y 二者中的较大值。
- 除另有规定外，钢筋混凝土结构构件中纵向受力普通钢筋的配筋率不应小于混凝土通用规范表 4.4.6 的规定值，受弯构件为“0.20 和 45f_t/f_y 中的较大值”。
- 混凝土通用规范第 4.4.6 条第 2 款规定，“除悬臂板、柱支承板之外的板类受弯构件，当纵向受拉钢筋采用强度等级 500MPa 的钢筋时，其最小配筋率应允许采用 0.15％和 0.45f_t/f_y 中的较大值”。
- 混凝土通用规范第 4.4.6 条第 3 款规定，“对于卧置于地基上的钢筋混凝土板，板中受拉普通钢筋的最小配筋率不应小于 0.15％”。
- 当有爆炸动荷载作用时，程序考虑人防规范第 4.11.7 条规定。

支座条件

左右两端与上下两端的四边支座可分别选择“□固端”“□铰支”或“□指定”。
当支座为“□固端”时，在相应端的支座纵筋输入框中可输入实配钢筋的规格（直径、间距），或选择“自动”由程序自动确定。
当支座为“□指定”时，在相应端的支座弯矩值输入框中可输入支座弯矩，或选择“自动”由程序自动计算。
当纵筋或弯矩值输入框选择“自动”时，程序根据“配筋方案”给出的钢筋库进行优化设计。

配筋方案

当跨中、支座纵筋需要由程序计算确定时，程序仅从用户指定的配筋方案中选择实配纵筋，即配筋方案在很大程度上影响计算结果。因此，当出现计算结果不合理的情况，应调整配筋方案、修改钢筋级配。

受力纵筋及支座弯矩

X 向跨中纵筋、Y 向跨中纵筋
- 分别输入 X 向、Y 向跨中纵筋的规格（直径、间距），可输入“自动”由程序自动确定。
- 直径、间距数值之间输入时，可使用“ ”（空格）、“@”分隔，例如输入“8 200”，表示纵筋规格为 φ8@00。

左端支座纵筋、右端支座纵筋、下端支座纵筋、上端支座纵筋
- 分别输入左端、右端、下端、上端支座纵筋的规格（直径、间距），可输入“自动”由程序自动确定。
- 如果仅输入单个数且输入数值的范围在 1.0～2.5 之间时，输入的数据为支座弯矩与同方向跨中弯矩的比值。例如，当在“左端支座纵筋”中输入“2.0”时，表示取左端支座弯矩值 M_x'＝2M_x，M_x 为 X 向跨中弯矩值。
- 纵筋输入方式同“X 向跨中纵筋”。
- 当各支座勾选“□指定”时，相应端的输入框分别为“左端支座弯矩值 M_x'”“右端支座弯矩值 M_x"”“下端支座弯矩值 M_y'”“上端支座弯矩值 M_y"”。
左端支座弯矩值 M_x'、右端支座弯矩值 M_x"、下端支座弯矩值 M_y'、上端支座弯矩值 M_y"
- M_x'、M_x"、M_y'、M_y"——分别为左端、右端、下端、上端支座弯矩设计值（kN·m）。当输入“自动”时，由程序自动计算。
- 当各支座勾选“□固端”时，相应端的输入框分别为“左端支座纵筋”“右端支座纵筋”“下端支座纵筋”“上端支座纵筋”。

荷载效应的组合值

防空地下室结构，其承载力设计采用下列极限状态设计表达式：γ_GS_Gk＋γ_QS_Qk≤R
式中：γ_G——永久荷载的分项系数，当其效应对结构不利时取 1.3，有利时取 1.0，程序计算时按输入框“永久荷载的分项系数 γ_G”取值；
　　 S_Gk——永久荷载效应标准值，永久荷载可能包括用户输入的永久荷载、楼板自重及固定隔墙等；
　　　γ_Q——等效静荷载分项系数，取 1.0；
　　 S_Qk——等效静荷载效应标准值；
　　　 R——结构构件承载力设计值。

斜截面承载力计算

当荷载较大或考虑爆炸动荷载的等效静荷载时，程序将进行斜截面承载力计算。
对四边支承板按 45°塑性铰线取长边平均剪力进行验算。