重力荷载作用下整浇钢筋混凝土楼盖工作性能研究

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整浇混凝土楼盖是目前使用最多,适用范围最广泛的一种楼盖形式,它的安全性和经济性对建筑物有着很大的影响.整浇楼盖中,梁、板是相互作用的整体,彼此之问密切联系,共同受力和变形.但在实际工程中,对重力荷载作用下的整浇混凝土楼盖的设计,采用的是梁板分离式的设计方法,即设计时,先按板周边简支,确定周边梁承担的板上重力荷载,然后由梁单独把重力荷载传给竖向构件.梁和竖向构件组成一个空间杆系结构,计算分析这个空间杆系结构的变形受力,确定梁内力及相应配筋;而板内力另外单独计算,将梁作为板的不动铰支座来考虑,采用静力手册的简化理论分析结果查表或类似的专用计算机程序计算.这种设计方法存在较大的误差.重力荷载作用下整浇楼盖中力的走向、传递及其变形协调非常复杂.该文运用世界上通用的有限元软件ANSYS和SAP2000,采用整体纯SOLID块体单元建模,对基本计算模型进行了精确的弹性块体有限元分析,在变化各种结构参数的基础上,分析整浇楼盖中梁、板及支承柱几何参数变化对楼盖受力特征的影响.摸清重力荷载作用下整浇楼盖梁、板协同工作性能,系统地分析梁、板中内力的分布规律.总结了整浇楼盖在重力荷载作用下的工作性能.目前和今后相当长的时期内,结构设计人仍主要使用空间杆系有限元软件、结合静力手册简化计算来对整浇楼盖进行设计.现行的杆、壳有限元软件门类繁多,各软件的计算假定都有其适用性和局限性.而静力手册为了简化计算,对楼盖作了不少简化处理,引进了不少误差.该文运用了世界上最为流行的结构设计软件ETABS和静力手册对重力荷载作用下的整浇楼盖进行了计算,并将计算结果与SOLID块体有限元计算结果比较,找出杆系有限元软件和静力手册计算中的不完善之处和计算误差.进一步提出调整钢筋布置和用量的有关设计建议,既消除安全隐患,又杜绝浪费,节约材料,使得整浇钢筋混凝土楼盖设计更加安全、合理、经济.
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