空心樓蓋結(jié)構(gòu)分析方法及板柱節(jié)點沖切問題研究.pdf

1、空心樓蓋結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)無梁樓蓋的基礎(chǔ)上將空腔模盒植入樓蓋內(nèi)部形成的具有頂板、底板及內(nèi)部空腔的新型樓蓋體系；因其具有預(yù)制裝配率高、節(jié)約建材、自重小的優(yōu)點，在節(jié)能減耗及受力方面有突出優(yōu)勢，得到了國家重點推廣和廣泛應(yīng)用，研究者對模盒的開發(fā)也投入了極大熱情；但對空心樓蓋受力性能及設(shè)計計算方法的研究則相對較少，現(xiàn)有技術(shù)規(guī)程基本沿用了傳統(tǒng)無梁樓蓋體系的分析、設(shè)計方法；另一方面，對板柱節(jié)點沖切承載力及變形行為的分析、研究還不成熟，制約了包括空心樓蓋在內(nèi)

2、的無梁樓蓋體系的應(yīng)用。本文針對盒狀腔體空心樓蓋及板柱節(jié)點沖切破壞行為進行了一些探討和研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先進行了3根有機玻璃單箱室箱梁及1塊有機玻璃多箱室肋板試驗，完成了數(shù)值模型精度校核。
　　針對直接設(shè)計法，以典型的四角柱支撐盒狀腔體空心樓蓋為分析對象，用ABAQUS軟件完成了224個算例分析。考察了具有相同參數(shù)的空心樓蓋和對照實心樓蓋的截面彎矩分布的異同，進而分析了空心率、板格邊比、柱跨比、梁板相對抗彎剛度比和邊

3、梁抗扭剛度比等5個因素對空心樓蓋彎矩分布的影響，得到了內(nèi)板格和端板格各彎矩控制截面的一次彎矩分配系數(shù)以及各控制截面內(nèi)柱上板帶板、跨中板帶和柱上板帶梁的二次彎矩分配系數(shù)，并與規(guī)程建議的直接設(shè)計法系數(shù)做了對比。分析結(jié)果表明：當(dāng)板格邊比不大于1以及柱跨比不大于0.2時，柱（或柱帽）的尺寸效應(yīng)對截面彎矩一次分配的影響可以忽略；規(guī)程中直接設(shè)計法的分配系數(shù)與空心樓蓋部分截面存在較大差距，需對柱上板帶負(fù)彎矩、柱上板帶正彎矩、柱上板帶梁的彎矩分配做相應(yīng)

4、調(diào)整。根據(jù)分析結(jié)果，提出了空心樓蓋直接設(shè)計法一次彎矩分配系數(shù)表和二次彎矩分配系數(shù)表。
　　針對擬板法，首先分析了剪切變形對空心樓蓋箱型構(gòu)件撓度的影響；依據(jù)彈性薄板理論，對比了不同邊界條件下多種擬板方法的思路和計算精度；提出了等效實心平板剪切模量的取用方法和實用的考慮剪切變形撓度的修正手段，最后與構(gòu)造各向同性和構(gòu)造各向異性空心樓蓋數(shù)值計算結(jié)果及有機玻璃試驗結(jié)果進行了對比驗證。分析結(jié)果表明：現(xiàn)有基于抗彎剛度相等的擬板方法不能正確反映空

5、心樓蓋的剪切變形大??；基于“剪切剛度相等”提出的剪切模量取用方法和撓度修正方法能同時適用于構(gòu)造各向同性和構(gòu)造各向異性空心樓蓋，計算效果均優(yōu)于其它擬板法。
　　針對擬梁法，首先分析了扭轉(zhuǎn)剛度對交叉梁內(nèi)力分布的影響；依據(jù)多箱室扭轉(zhuǎn)理論，提出了等效擬梁扭轉(zhuǎn)剛度的計算方法，并建議了實用的空心樓蓋擬梁建模手段，最后分別與剛性支撐、柔性支撐及柱支撐情況下空心樓蓋數(shù)值計算結(jié)果進行了對比驗證。分析結(jié)果表明：扭轉(zhuǎn)剛度對空心樓蓋擬梁法的結(jié)果影響顯著；

6、現(xiàn)有規(guī)程基于抗彎剛度相等的擬梁方法不能正確反映擬梁的扭轉(zhuǎn)剛度?；诙嘞涫遗まD(zhuǎn)理論提出的扭轉(zhuǎn)剛度計算方法和擬梁建模手段能適用于多種不同情況的空心樓蓋，計算效果優(yōu)于規(guī)程擬梁法。
　　針對板柱節(jié)點沖切破壞問題，在試驗現(xiàn)象基礎(chǔ)上，建立了較為完善的可同時分析承載力和變形的彎剪臨界裂縫方法，包括彎剪裂縫發(fā)展機理、剪壓區(qū)層模型及臨界破壞面的確定等，提出的方法還考慮到了尺寸效應(yīng)和銷栓作用對沖切承載力和變形的影響。采用45個試驗數(shù)據(jù)驗證了理論方法的