考虑剪切变形的箱形空心楼盖拟板法研究

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箱形空心楼盖是在混凝土板中按一定规则放置薄壁箱体而形成腔体的一种空心楼盖,具有空心率大、自重轻、材料节省、受力形式合理、施工方便等突出优点,应用前景较广阔。对于箱形空心楼盖,常采用“拟板法”或“拟梁法”进行结构分析。目前的研究中,尚未对不同拟板等效方法的精确度进行过系统的对比和评价,也未考虑过剪切变形的影响。本文主要针对箱形空心楼盖的拟板法及其相关问题开展研究,对不同拟板等效方法计算的挠度和内力进行了对比分析,并提出了“等效剪切模量”来考虑剪切变形,对现行规程中的拟板法进行了修正。主要工作和结论如下:1通过三种边界条件下不同空心率的箱形空心楼盖算例,对拟板法中具有代表性的三种等效方法进行了对比和验证。由结果可知,《现浇混凝土空心楼盖技术规程JGJ/T268-2012》中的拟板法较其他两种拟板方法更符合原结构,但其挠度计算值与空心楼盖实际值也有一定误差。2将不同空心率和跨高比的箱形截面梁按规程中的拟板法原理等效成实心矩形截面梁,对比了两者的挠度。通过结果可以发现,规程中的拟板法只考虑了抗弯刚度相等效,使等效实心平板不能正确反映原空心楼盖的剪切变形大小,在某些情况下使挠度计算值产生较大误差。3在规程的拟板法原理的基础上,考虑等效实心平板与空心楼盖“剪切刚度相等”,得到实心平板的“等效剪切模量”,通过算例从解析和数值分析两方面进行了验证。结果表明,该剪切模量可较准确地反映剪切变形的大小,使拟板法计算的挠度与原空心楼盖挠度更加接近。4对几种复杂边界条件下的空心楼盖,在ABAQUS程序中建立等效实心平板楼盖模型,用考虑剪切变形的拟板法计算了挠度,并与空心楼盖的实际值进行了对比。由结果可知,得到的挠度较准确,该方法简化了建模过程,提高了分析效率和网格划分质量,可用于复杂边界条件下空心楼盖的挠度计算。
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