考慮扭轉(zhuǎn)剛度的箱形空心樓板擬梁法研究.pdf

1、鋼筋混凝土空心樓蓋近年來的應(yīng)用日益廣泛。該結(jié)構(gòu)在節(jié)約混凝土,減小層高和自重方面具有明顯優(yōu)勢,但是目前的計算方法方面仍需要探討。
　　鋼筋混凝土空心樓蓋作為一種帶空腔的結(jié)構(gòu)體系,其精確的計算非常困難。目前對空心樓蓋的計算均采用簡化計算方法,概括來說有連續(xù)化的方法和離散化的方法。擬梁法是將樓蓋分割成縱橫交叉的條帶,然后按照抗彎剛度等效的原則簡化為交叉梁系,再進(jìn)行計算,是一種離散化的方法。這種方法的好處是,把實(shí)體模型桿件化,將大大減少計

2、算單元從而達(dá)到簡化計算的目的。但是在分割的過程中,將原有的連接割斷會導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)整體的削弱,從而低估結(jié)構(gòu)的承載力,使結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)點(diǎn)不能完全發(fā)揮。
　　本文以有限計算元作為主要手段,對擬梁法作了較為深入的研究。本文的主要工作有以下幾點(diǎn):
　　(1)本文通過有限元軟件對帶柱單在板豎向荷載下的內(nèi)力和變形進(jìn)行了計算,發(fā)現(xiàn)實(shí)體單元的計算結(jié)果與工字型截面梁單元和等效矩形截面梁單元的計算結(jié)果相差較大,證實(shí)了擬梁法由于割裂了樓板的整體性,會使

3、梁的扭轉(zhuǎn)剛度取值偏小,從而導(dǎo)致計算結(jié)果與原結(jié)構(gòu)的偏差較大。
　　(2)從空心樓蓋受扭時的剪力流出發(fā),考慮樓板的整體性,推導(dǎo)了擬梁的扭轉(zhuǎn)剛度計算公式。對肋梁和柱上梁的扭轉(zhuǎn)剛度給出了明確的取值方法。為驗(yàn)證本文扭轉(zhuǎn)剛度取法的可行性,同時論證空心樓蓋擬梁法中考慮扭轉(zhuǎn)剛度的必要性,進(jìn)行了多種邊界條件下擬梁法和實(shí)體單元計算結(jié)果的對比,其中擬梁法模型包括工字型截面和規(guī)范所采用的矩形截面。計算結(jié)果表明在各種支承條件下工字型截面的計算結(jié)果與實(shí)體單元

4、計算結(jié)果相差很大,矩形等效后的截面扭轉(zhuǎn)剛度仍顯不足,本文方法的計算結(jié)果與實(shí)體結(jié)果較為吻合。擬梁截面扭轉(zhuǎn)剛度不足會導(dǎo)致豎向荷載下的彎矩不準(zhǔn)確,對柱上區(qū)域梁的彎矩將偏大,這樣會導(dǎo)致配筋上的不經(jīng)濟(jì),也會讓局部的鋼筋顯得過于密集。
　　(3)為了在計算大型結(jié)構(gòu)時能夠節(jié)省計機(jī)內(nèi)存,本文將考慮扭轉(zhuǎn)剛度的擬梁法模型進(jìn)一步簡化,兼顧計算效率和精度要求提出了一種較為簡便的歸并梁法,結(jié)果表明用本文的歸并梁法的結(jié)果與未歸并梁模型的計算結(jié)果吻合良好。