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混凝土装配整体式密肋空心楼盖计算方法研究

作　者: 匡良萍
导　师: 吴方伯
学　校: 湖南大学
专　业: 结构工程
关键词: 装配整体式空心楼盖刚度放大系数解析法有限元分析极限承载力冲切破坏
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

混凝土装配整体式密肋空心楼盖(以下简称WFB空心楼盖)是一种新型楼盖体系,由预制空心箱体与现浇密肋梁组成,它具有跨度大、自重轻、施工方便、综合造价低等优点,适用于大柱网、大开间建筑,在我国部分地区已经得到了广泛的应用。本文对WFB空心楼盖进行了研究。主要研究内容如下：1.根据现有简化计算方法的特点和适用条件总结了WFB空心楼盖相应的简化计算模型。对密肋梁刚度放大系数合理取值进行了探讨。对WFB空心楼盖的刚度进行了分析,以《混凝土结构设计规范》为基础,提出了该空心楼盖刚度的简化计算方法。2.对WFB空心楼盖进行了线弹性分析,并比较了各种简化计算方法在求解内力和变形方面的差异。3.分别建立了WFB空心楼盖有限元模型、实心平板楼盖有限元模型和交叉梁有限元模型,采用ANSYS有限元软件分析了这三种模型的应力应变分布情况,并比较了它们的异同。同时对WFB空心楼盖模型进行了非线性全过程分析,将有限元计算结果、本文修正刚度公式的解析法计算结果和实验结果进行对比分析,并指出修正刚度的查表法是适用于实际工程的简化计算方法。分析了箱体对密肋的影响并得出了密肋的刚度放大系数,供工程设计参考。4.假定了不同支承条件下WFB空心楼盖的极限破坏机构模式,采用屈服线理论计算它们的极限荷载。并将其计算结果与有限元计算结果对比,发现两种方法计算结果相差不大,说明了假定的破坏机构和有限元计算结果的正确性。5.对活性粉末混凝土(RPC)空心箱体进行了静力试验研究,测定了其顶板、底板的极限承载力,观察到顶板发生冲切破坏,底板发生弯曲破坏,且底板先于顶板破坏。通过采用规范公式计算值与实验值比较,指出了我国规范抗冲切承载力计算方法适用于RPC板,并且具有很好的安全保证。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-21
  1.1 楼盖体系及计算方法概述  11-15
    1.1.1 普通肋形楼盖  11
    1.1.2 井式楼盖  11
    1.1.3 密肋楼盖  11-12
    1.1.4 无梁楼盖  12
    1.1.5 国内主要空心楼盖  12-15
  1.2 混凝土装配整体式密肋空心楼盖  15-18
    1.2.1 装配整体式密肋空心楼盖简介  15-16
    1.2.2 装配整体式密肋空心楼盖的特点  16
    1.2.3 装配整体式密肋空心楼盖施工工艺  16-18
  1.3 国内外空心楼盖研究现状  18-20
    1.3.1 国外空心楼盖的发展过程及动态  18
    1.3.2 国内空心楼盖研究现状  18-20
  1.4 本论文的研究内容  20-21
第2章空心楼盖简化计算模型分析  21-31
  2.1 引言  21
  2.2 密肋空心楼盖的简化计算模型  21-23
    2.2.1 拟板法  21-22
    2.2.2 拟梁法  22-23
  2.3 密肋空心楼盖的简化计算方法研究  23-26
    2.3.1 解析法  23-25
    2.3.2 查表法  25-26
  2.4 密肋空心楼盖刚度求解方法  26-30
    2.4.1 截面翼缘计算宽度讨论  26-27
    2.4.2 密肋刚度放大系数讨论  27-28
    2.4.3 刚度的求解  28-30
  2.5 小结  30-31
第3章空心楼盖线弹性分析  31-40
  3.1 引言  31
  3.2 拟板法分析密肋空心楼盖  31-35
    3.2.1 刚度等效  31-32
    3.2.2 内力和挠度的求解  32-35
  3.3 交叉梁法分析密肋空心楼盖  35-37
    3.3.1 工字型截面的刚度  35
    3.3.2 交叉梁法计算简图  35-37
  3.4 查表法  37
  3.5 求解密肋空心楼盖示例  37-39
    3.5.1 模型算例  37-38
    3.5.2 计算方法对比分析  38-39
  3.6 小结  39-40
第4章楼盖有限元分析  40-53
  4.1 引言  40
  4.2 有限元模型建立  40-42
    4.2.1 分析的基本假定  40
    4.2.2 模型的参数取值和模型的建立  40-42
  4.3 有限元计算结果  42-47
    4.3.1 刚度分析  42-43
    4.3.2 受力性能分析  43-47
    4.3.3 裂缝分析  47
  4.4 计算结果对比分析  47-51
    4.4.1 弹性阶段对比分析  47-50
    4.4.2 弹塑性阶段对比分析  50-51
  4.5 密肋刚度放大系数  51
  4.6 小结  51-53
第5章空心楼盖极限承载力计算分析  53-60
  5.1 引言  53
  5.2 分析原理  53-54
    5.2.1 上限解与下限解  53
    5.2.2 塑性绞线法的基本原理  53-54
  5.3 按塑性铰线理论求解极限承载力  54-57
    5.3.1 确定板破坏的基本原则  54
    5.3.2 按板破坏机构的塑性极限分析  54-56
    5.3.3 按梁-板破坏机构的塑性极限分析  56-57
  5.4 算例计算分析  57-59
    5.4.1 四边简支模型塑性极限分析  57-58
    5.4.2 四角柱支承模型塑性极限分析  58
    5.4.3 计算结果对比分析  58-59
  5.5 小结  59-60
第6章 RPC空心箱体试验研究  60-69
  6.1 RPC空心箱体试验  60-64
    6.1.1 试验目的  60
    6.1.2 RPC空心箱体设计  60-63
    6.1.3 试验加载方案  63-64
  6.2 RPC空心箱体试验现象与结果分析  64-66
  6.3 RPC空心箱体抗冲切承载力分析  66-68
    6.3.1 抗冲切承载力的影响因素  66-67
    6.3.2 我国规范对于抗冲切承载力的规定  67-68
    6.3.3 规范计算结果与试验结果比较  68
  6.4 小结  68-69
结论  69-71
参考文献  71-75
致谢  75

混凝土装配整体式密肋空心楼盖计算方法研究

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