现浇空心无梁楼盖有限元分析与工程应用

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现浇空心无梁楼盖是我国近年来出现的一种新的楼盖形式,它是在实心平板楼盖的基础上在其内部放置一定内膜后经浇筑混凝土而形成的空腔楼盖,具有结构自重轻、保温隔声、平面布置灵活、综合经济效益突出等优点,有着广阔的应用前景。与普通无梁楼盖相比,空心无梁楼盖最大的特点就是布置筒芯而形成空腔,所以本文以这个特点为基础,分析它的基本受力性能,这对正确设计有非常重要的作用。本文采用理论分析、有限元模拟及工程设计相结合的方法,针对布置筒芯内膜的现浇混凝土空心无梁楼盖进行研究,主要包括以下几个部分:(1)通过经典弹性理论建立空心无梁板的平衡微分方程,分析空心板两个方向上的刚度差异,并计算工程中常用筒芯布置形式的两方向截面刚度的折减系数。(2)应用有限元软件ANSYS对同条件下的空心无梁板和实心无梁板在弹性阶段的受力性能进行分析,总结空心无梁板的变形性能和应力分布情况,分析结果表明空心板具有明显的双向受弯的性能;并通过有限元分析横肋的设置对空心无梁板受力性能的有利影响。(3)建立空心无梁楼盖的合理的有限元模型,进行全过程的非线性分析,得到了空心板的开裂荷载、破坏荷载以及位移和应力的分布规律,并描述了空心无梁楼盖裂缝的出现和开展情况,分析结果表明柱边的板顶处为负弯矩控制截面,平行于布管方向跨中截面为正弯矩控制截面,板具有良好的延性性能。(4)根据第二章和第三章对空心无梁板深入的受力分析,提出了基于受力特点的合理配筋形式,并对现浇混凝土空心无梁楼盖的抗弯承载力和抗冲切承载力展开讨论,提出对实心区域和筒芯交界处抗冲切验算的方法和建议,并通过工程实例详细的阐明了板柱节点的抗冲切承载力验算和配置抗冲切钢筋的方式,最后分析了柱上暗扁梁的作用。
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