薄壁箱体现浇砼空腹板楼盖有限元分析与设计方法研究

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薄壁箱体现浇混凝土空腹板是在板中预先有规律的布置轻质的方盒形、八角形、类椭圆形等形状的箱体,在楼板中形成了网格状的空腔,从而形成的一种空腹楼板。这种空腹楼板,具有三维受力的力学特点,自重小,混凝土与钢筋用量少,可现场一次浇注成型,施工方便快捷,是一种适合于大柱网、大开间建筑楼盖/屋盖的优良结构体系。 本文结合湖南省建设科技计划项目“薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖理论与技术研究”,对薄壁箱体现浇混凝土空腹板进行了理论分析,主要内容如下: 1.对在实际工程中广泛应用的楼盖结构体系进行总结,提出了薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖/屋盖结构体系,通过分析比较,总结了它作为楼盖/屋盖结构的优越性。 2.结合现行规范,研究这种板的构造特点及施工工艺,并提出两种抗浮定位措施。 3.建立了这种板合理的有限元模型,对其进行了非线性全过程分析;计算分析了9m×9m跨度的单块薄壁箱体现浇混凝土空腹板在四边简支、角点支承两种条件下使用阶段的受力性能,并与相同混凝土用量的密肋板进行了对比,为结构设计提供了一定的理论基础,提出薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖可借用密肋及井式楼盖理论进行内力计算。 4.对影响薄壁箱体现浇混凝土空腹板受力性能的板厚度、肋梁宽度等几何参数进行了分析,讨论了单一几何参数对该楼盖受力性能的影响规律。 5.运用板的屈服线理论分析计算了四边简支薄壁箱体现浇混凝土空腹板的极限承载力,并对楼板配筋进行优化,绘出了最优配筋函数曲线。 6.提出了薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖的一种实用设计方法—等代密肋梁法,并设计了一单跨9m×9m角点支承薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖。
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