现浇混凝土双向密肋空腔楼盖理论分析
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摘要
现浇钢筋混凝土双向密肋空腔楼盖由空心箱体、现浇钢筋混凝土密肋梁、现浇钢筋混凝土框架梁构成,空心箱体与密肋梁同高。这种楼盖形式可以减小楼盖结构层厚度,增加楼层净高,节省吊顶;由于肋梁间距小,正向交叉,不但受力性能好、刚度大、挠度小,而且整体性好,自重轻、材料省、隔热、隔音性能好,特别适合于大跨度大开间的多层高层建筑楼盖。
本文对现浇钢筋混凝土双向密肋空腔楼盖进行了理论分析和有限元分析,提出了这种楼盖在横向荷载作用下的解析方法(拟夹层板法),同时对双向密肋空腔楼盖和普通梁板结构受力进行了比较,并对影响双向密肋空腔楼盖内力和变形的肋宽、肋高、板厚等因素进行了分析。本文共分五章:
第一章介绍了无梁楼盖到空心楼盖的演变过程,并介绍了双向密肋空腔楼盖的结构形式、性能、施工工艺等。
第二章建立双向密肋空腔楼盖合理的计算模型;将双向密肋空腔楼盖简化为夹层板这种计算模型。提出该楼盖的理论分析方法;采用拟夹层板法对双向密肋空腔楼盖进行受力分析,得出其在横向荷载作用下的挠度、内力。并编写matlab程序计算楼盖内力。
第三章采用有限元软件ANSYS,建立双向密肋空腔楼盖的有限元模型,对其在横向荷载作用下特性进行有限元分析,将有限元软件分析结果与理论分析方法得出的结果进行对比,验证拟夹层板法的精确性。
第四章对双向密肋空腔楼盖和普通梁板结构受力进行了比较,分析了在相同荷载和支承条件下几种楼盖形式内力分布特点及挠度变化规律,为双向密肋空腔楼盖的工程应用提供参考。
第五章对影响双向密肋空腔楼盖内力和变形的肋宽、肋高、板厚等因素进行了分析,讨论了单一几何参数对该楼盖受力性能的影响规律,提出这些参数适宜取值范围,为这种楼盖设计提供参考。
The cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor is composed by the reinforced concrete beam, the rib beam and the hollow box. It can reduce the thickness floor structure,increase the building height, because of the rib beam spacing small,two-way orthogonal,the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor not only have the good behavior,the big stiffness,the small deflection, but also have good overall,light dignity,save materials, insulation、good noise performance. In particular it fit the large span high building floor.
In this paper, use the theoretical method and the finite element method analysis the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor. Presente the analytical method (the method of sandwich plate) and the deflection calculation method. And solve some floor problems which encountered in works. This paper is divided into five chapters:
The first chapter introduce the floor evolutionary process and introduced the structure, performance, construction technology of cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor two-way rib cavity floor.
The second chapter establish the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor reasonable calculation model, propose two-way rib cavity floor of the Sandwich Plate this simplified model. Raise the floor theoretical analysis methods,use the sandwich plate method analysis the two-way rib cavity floor, obtaine the deflection and internal forces. Use matlab procedures calculate floor internal forces.
The third chapter use the ANSYS establish the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor model. The result of the method of sandwich plate is proved to be in good agreement with the finite element model result.
The fourth chapter compare the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor and the common floor structure, and analysis the same load and boundary conditions under several forms of internal force distribution floor deflection characteristics.
The fifth chapter analysis the change of factors which include rib width、rib height and floor thickness impact internal forces and deformation of the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor, and other factors are analyzed. Discussed the parameters of a single geometric properties of the floor by the force of the impact, these parameters appropriate range for the design of this floor will provide reference.
本文对现浇钢筋混凝土双向密肋空腔楼盖进行了理论分析和有限元分析,提出了这种楼盖在横向荷载作用下的解析方法(拟夹层板法),同时对双向密肋空腔楼盖和普通梁板结构受力进行了比较,并对影响双向密肋空腔楼盖内力和变形的肋宽、肋高、板厚等因素进行了分析。本文共分五章:
第一章介绍了无梁楼盖到空心楼盖的演变过程,并介绍了双向密肋空腔楼盖的结构形式、性能、施工工艺等。
第二章建立双向密肋空腔楼盖合理的计算模型;将双向密肋空腔楼盖简化为夹层板这种计算模型。提出该楼盖的理论分析方法;采用拟夹层板法对双向密肋空腔楼盖进行受力分析,得出其在横向荷载作用下的挠度、内力。并编写matlab程序计算楼盖内力。
第三章采用有限元软件ANSYS,建立双向密肋空腔楼盖的有限元模型,对其在横向荷载作用下特性进行有限元分析,将有限元软件分析结果与理论分析方法得出的结果进行对比,验证拟夹层板法的精确性。
第四章对双向密肋空腔楼盖和普通梁板结构受力进行了比较,分析了在相同荷载和支承条件下几种楼盖形式内力分布特点及挠度变化规律,为双向密肋空腔楼盖的工程应用提供参考。
第五章对影响双向密肋空腔楼盖内力和变形的肋宽、肋高、板厚等因素进行了分析,讨论了单一几何参数对该楼盖受力性能的影响规律,提出这些参数适宜取值范围,为这种楼盖设计提供参考。
The cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor is composed by the reinforced concrete beam, the rib beam and the hollow box. It can reduce the thickness floor structure,increase the building height, because of the rib beam spacing small,two-way orthogonal,the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor not only have the good behavior,the big stiffness,the small deflection, but also have good overall,light dignity,save materials, insulation、good noise performance. In particular it fit the large span high building floor.
In this paper, use the theoretical method and the finite element method analysis the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor. Presente the analytical method (the method of sandwich plate) and the deflection calculation method. And solve some floor problems which encountered in works. This paper is divided into five chapters:
The first chapter introduce the floor evolutionary process and introduced the structure, performance, construction technology of cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor two-way rib cavity floor.
The second chapter establish the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor reasonable calculation model, propose two-way rib cavity floor of the Sandwich Plate this simplified model. Raise the floor theoretical analysis methods,use the sandwich plate method analysis the two-way rib cavity floor, obtaine the deflection and internal forces. Use matlab procedures calculate floor internal forces.
The third chapter use the ANSYS establish the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor model. The result of the method of sandwich plate is proved to be in good agreement with the finite element model result.
The fourth chapter compare the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor and the common floor structure, and analysis the same load and boundary conditions under several forms of internal force distribution floor deflection characteristics.
The fifth chapter analysis the change of factors which include rib width、rib height and floor thickness impact internal forces and deformation of the cast-in-place concrete Fabricated Hollow-ribbed floor, and other factors are analyzed. Discussed the parameters of a single geometric properties of the floor by the force of the impact, these parameters appropriate range for the design of this floor will provide reference.
引文
[1]A.H.Nilson.Design of Concrete Structures.过镇海等译.北京:中国建筑工业出版社,2003.261-422
[2]朱聘儒.双向板无梁楼盖.北京:中国建筑工业出版社,1999,90-140
[3]李培林,吴学敏.混凝土密肋及井式楼盖设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1994,500-560
[4]沈浦生,朱建华.四边简支钢筋混凝土双向密肋楼盖极限荷载与挠度计算方法的理论与试验研究.土木工程学报,2003,36(8):7-11
[5]沈浦生,刘哲锋.角点支承双向密肋楼盖试验与极限平衡荷载计算方法.工程力学,2003,20(4):199-203
[6]沈浦生,刘哲锋.角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖破坏形态研究.湖南大学学报(自然科学版),2003,30(4):68-72
[7]M.A.施泰耶尔曼,A.M.依维杨斯基.无梁楼盖.毛善芜等译.北京:建筑工程出版社,1956,270-285
[8]E.W.Marten.Wall And Floor Construction.USA.37695,1936-5-26
[9]徐有邻,冯大斌.推广现浇空心楼盖发展节约型混凝土结构.上海:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.2004:1-7
[10]马克俭,黄勇,张华刚等.钢筋混凝土空腹夹层楼盖体系的研究与应用.建筑结构学报,1997,26(4):55-64
[11]马克俭,黄勇,肖建春等.多层与高层建筑钢筋混凝土空腹夹层板与鱼骨式空腹夹层板楼盖结构体系的研究与应用.贵州工业大学学报,1998,27(5):1-9
[12]马克俭,黄勇,肖建春等.大跨度钢筋混凝土空腹夹层板柱结构研究与应用.贵州工业大学学报,1997,27(5):92-96
[13]中国建筑科学研究院.现浇混凝土空心楼盖结构技术规程(CECS 175),北京:中国计划出版社,2004
[14]余翁,饶述,论现浇混凝土空心楼盖技术的标准化与专利.见:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集,上海:中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会,2005,66-80
[15]F.莱昂哈特,E.门尼希.钢筋混凝土配筋原理.魏积高译.北京:水利电力出版社,1984,60-70
[16]Cope R.J,Clark.L.A..Concrete slabs Analysis and Desing.Calif:Elsevier ApplidScience Publishers LTD,1984,200-210
[17]钱学欣.钢筋混凝土现浇大开间管芯楼板研究.建筑技术开发,1993,27(2):30-43
[18]吴方伯,王显都,汪幼林.WFB密肋空心楼盖简介.上海:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.2004:411-414
[19]张阿粒.薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖结构的理论分析.湖南大学硕士学位论文.2004,5
[20]冯承辉.薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖有限元分析与设计方法研究.湖南大学硕士学位论文.2004,5
[21]中国科学院北京力学研究所.夹层板壳的弯曲、稳定和振动.北京:科学出版社,197793-116
[22]曲庆璋,章权,季求知等.弹性板理论.北京:人民交通出版社,2000
[23]沈浦生,刘哲锋.角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖的挠度计算方法.湖南大学学报,2002,29(6):106-111
[24]沈浦生.楼盖结构设计原理.北京:辞学出版社,2003,228-275
[25]黄成若,韩福田,邹忠刚等.钢筋混凝土无梁楼盖的试验研究.见:混凝土结构基本理论及工程应用第三届学术讨论会论文集.长沙:湖南科学技术出版社,1993,699-706
[26]叶欲明,刘春山,沈火明.ANSYS土木工程应用实例.北京:中国水利水电出版社,2005,73-85
[27]陆新征,江见鲸.用ANSYS Solid“单元分析混凝土组合构件复杂应力.建筑结构,2003,33(6):22-24
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[30]余安东.升板结构设计原理.上海:上海科学技术出版社,1980,14-65
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[32]P.J.Taylor,J.L.Heiman.Long-term Deflection of Reinforced Concrete Flat Slabsand Plates.ACI,1977,74(11):556-561
[33]C.J.Graham,A.Scanlon.Long-Time Multiploers for Estimating Two-Way SlabDeflections.ACI,1986,83(6):899-908
[34]傅学怡.宽扁梁设计建议.建筑结构,1999,2(2):11-14
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[36]P.Marti.Basic Tools of Reinforced Concrete Beam Design.ACI,1985,82(1):46-56
[37]J.Schlaich,K.Schafer,and M.Jennewein.Toward a Consistent Design of Structural Concrete.Concr,1987,32(3):74-105
[38]D.Mitchell,W.D.Cook.Studies of Disturbed Regions Near Discontinuities in Reinforced Concrete Members.ACI,1988,85(2):206-216
[39]黄音,冯惠苗,王正霖.大跨度次梁楼盖结构边梁—楼面梁弯矩分配试验研究.重庆建筑大学学报(增刊),2000,22:74-79
[40]邱玉深.混凝土结构的变形约束度及裂缝控制.混凝土,2005,187(5):6-9
[41]杨医博,吴笑梅,梵粤明.浅谈混凝土的干燥收缩.广东建材,1999,7:9-11
[42]王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海:上海科学技术出版社,1987,13-25
[43]黄泰赞,蔡健,李建芬.钢筋混凝土楼盖结构体系的技术经济比较初探.华南理工大学学报(自然科学版),2000,28(4):86-90
[44]傅礼铭.现浇混凝土薄壁筒芯空心楼盖经济性能研究.见:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.上海:中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会,2005,88-94
[45]陈军明.样条配点法在正交正放类网架中的应用:[硕士学位论文].武汉:武汉工业大学,1991
[46]陈军明,吴代华.样条配点法在正交正放类.武汉工业大学学报,1996,vol.18 No.1
[47]蒋宁平,郑青,陈炯等.普通跨度空心双向板结构技术经济分析.见:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.上海:中国工程建设标准化协会凝土结构专业委员会,2005,232-237
[48]米庆左,无柱帽无梁楼盖在住宅工程中的应用,冶金矿山设计与建设31卷第4期
[49]李云霄庞国新刘滨,钢筋硅扁梁截面高度取值研究,建筑结构,1997年第10期
[50]朱炳芫,无梁楼盖结构计算方法的探讨,建筑结构,29卷第8期
[51]余安东,升板结构设计原理,上海科学技术出版社,1980年
[52]袁海庆,蒋沧如.有限单元法的理论与工程应用,武汉工业大学出版社,1997年
[53]邱则有.薄壁筒填充式现浇砼空心楼盖,中国实用新型专利,ZL 99 2 32922.1,2000年1月15日
[54]R.Szilard,板的理论和分析,中国铁道出版社,1984年
[55]W.L.Gamble.Moments in Beam-supproted slabs.ACI,1972,69(3):149-157
[56]S.A.Guralnick,R.W.Lafraugh.Laboratory Study of a Forty-Five Foot Square FlatPlate Structure.ACI,1963,60(9):1107-1185
[57]R.Szilard.Theory and analysis of plates classical and numerical methods.陈太平等译.北京:中国铁道出版社出版,1984,540-541
[58]W.G.Corley,J.O.Jirsa.EquicalentFrame Analysis for Flat Slabs.ACI,1970,67(11):875-884
[59]D.S.Hatcher,M.A.Sozen,and C.P.Siess.Test of a Reinforced Concrete Flat Slab.ASCE,1969,95(6):1050-1072
[2]朱聘儒.双向板无梁楼盖.北京:中国建筑工业出版社,1999,90-140
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[9]徐有邻,冯大斌.推广现浇空心楼盖发展节约型混凝土结构.上海:全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.2004:1-7
[10]马克俭,黄勇,张华刚等.钢筋混凝土空腹夹层楼盖体系的研究与应用.建筑结构学报,1997,26(4):55-64
[11]马克俭,黄勇,肖建春等.多层与高层建筑钢筋混凝土空腹夹层板与鱼骨式空腹夹层板楼盖结构体系的研究与应用.贵州工业大学学报,1998,27(5):1-9
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