混凝土叠合箱网梁楼盖的数值分析与设计方法研究

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混凝土叠合箱网梁楼盖是近年来出现的新型楼盖结构体系,它具有大跨度、大空间、整体空间受力等特性。因其具有结构合理、施工简便、经济环保等优点,这种结构在实际工程中推广的潜力是巨大的,不完整的理论体系、没有合理的简化方式等因素制约着混凝土叠合箱网梁楼盖在实际工程中的应用。对一种新型结构体系的理论研究主要包括:试验研究和数值分析研究。在混凝土叠合箱楼盖的试验研究领域已经有多位学者进行了深入探讨,并得出了许多混凝土叠合箱网梁楼盖的受力性能理论。然而在其数值分析领域尚属空白,所以对其进行数值分析是势在必行的。首先,使用ANSYS9.0有限元软件建立混凝土叠合箱网梁楼盖有限元模型,进行静力分析。有限元模型分为两种形式:加钢筋模型和不加钢筋模型。通过对这两种模型进行受力分析得到的计算结果表明:(1)这种新型楼盖结构的整体性良好,其预制混凝土叠合箱顶扳与肋梁结合良好,协同工作能力强,受力均衡。在楼盖边缘支座处应力最大,其中心点变形达到峰值;(2)两种不同模型的结果对比在正常使用荷载情况下其挠度变化值是接近的,差值率基本保持在较小的范围内,当不加钢筋模型快要达到极限荷载的时候,其挠度变形值与钢筋模型相比误差变大,准确度下降。此外,加钢筋的模型还可以计算出裂缝情况,通过查看裂缝的情况可以判断结构的危险区域,这对实际工程有重大的意义。不加钢筋的模型较之加钢筋的模型,其使用范围局限,挠度大其次,为确定混凝土叠合箱网梁楼盖的简化设计模型,本文利用已有的将楼盖肋梁与箱体整体结合简化成T型梁等试验结论,使用PKPM工程软件,通过梁板(将网梁楼盖的网梁简化成一般框架梁并且不计底板的作用)、墙板(将网梁简化成矮墙且考虑顶扳、底扳的作用)两种不同的建模方式对进行静力分析,最后将此结果与ANSYS结果进行对比分析。通过与ANSYS结果进行对比研究表明:墙板模型各段剪力墙(矮墙段)的弯矩值较平均,能够证明混凝土叠合箱网楼盖的整体性能良好。较之梁扳模型,各梁的的弯矩值相差悬殊,说明各梁的受力是不均匀的,ANSYS模型所得到的结果不相符,所以这种梁板式的模型与真正的叠合箱网梁楼盖模型差别较大,所以将二者优势统筹利用就得到了最好的工程简化模型。
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