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

1、空心樓蓋結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)無(wú)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(diǎn)，在節(jié)能減耗及受力方面有突出優(yōu)勢(shì)，得到了國(guó)家重點(diǎn)推廣和廣泛應(yīng)用，研究者對(duì)模盒的開(kāi)發(fā)也投入了極大熱情；但對(duì)空心樓蓋受力性能及設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究則相對(duì)較少，現(xiàn)有技術(shù)規(guī)程基本沿用了傳統(tǒng)無(wú)梁樓蓋體系的分析、設(shè)計(jì)方法；另一方面，對(duì)板柱節(jié)點(diǎn)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(wú)梁樓蓋體系的應(yīng)用。本文針對(duì)盒狀腔體空心樓蓋及板柱節(jié)點(diǎn)沖切破壞行為進(jìn)行了一些探討和研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先進(jìn)行了3根有機(jī)玻璃單箱室箱梁及1塊有機(jī)玻璃多箱室肋板試驗(yàn)，完成了數(shù)值模型精度校核。
　　針對(duì)直接設(shè)計(jì)法，以典型的四角柱支撐盒狀腔體空心樓蓋為分析對(duì)象，用ABAQUS軟件完成了224個(gè)算例分析?？疾炝司哂邢嗤瑓?shù)的空心樓蓋和對(duì)照實(shí)心樓蓋的截面彎矩分布的異同，進(jìn)而分析了空心率、板格邊比、柱跨比、梁板相對(duì)抗彎剛度比和邊

3、梁抗扭剛度比等5個(gè)因素對(duì)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(jì)法系數(shù)做了對(duì)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(shí)，柱（或柱帽）的尺寸效應(yīng)對(duì)截面彎矩一次分配的影響可以忽略；規(guī)程中直接設(shè)計(jì)法的分配系數(shù)與空心樓蓋部分截面存在較大差距，需對(duì)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(jì)法一次彎矩分配系數(shù)表和二次彎矩分配系數(shù)表。
　　針對(duì)擬板法，首先分析了剪切變形對(duì)空心樓蓋箱型構(gòu)件撓度的影響；依據(jù)彈性薄板理論，對(duì)比了不同邊界條件下多種擬板方法的思路和計(jì)算精度；提出了等效實(shí)心平板剪切模量的取用方法和實(shí)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(jì)算結(jié)果及有機(jī)玻璃試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)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?。换凇凹羟袆偠认嗟取碧岢龅募羟心Ａ咳∮梅椒ê蛽隙刃拚椒芡瑫r(shí)適用于構(gòu)造各向同性和構(gòu)造各向異性空心樓蓋，計(jì)算效果均優(yōu)于其它擬板法。
　　針對(duì)擬梁法，首先分析了扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)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(jì)算方法，并建議了實(shí)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(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。分析結(jié)果表明：扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)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(jì)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(jì)算效果優(yōu)于規(guī)程擬梁法。
　　針對(duì)板柱節(jié)點(diǎn)沖切破壞問(wèn)題，在試驗(yàn)現(xiàn)象基礎(chǔ)上，建立了較為完善的可同時(shí)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(jī)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(duì)沖切承載力和變形的影響。采用45個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了理論方法的