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一种轻质混凝土暗肋楼板及其简化分析方法.pdf
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1、2 0 1 5年 第 2 期 (总 第 3 0 4 期) Nu mb e r 2 i n 2 0 1 5 ( T o t a l No 3 0 4 ) 混 凝 土 Con c r e t e 混凝土制品 CONCRET E P RODUCTS d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 2 0 3 4 一 种轻质混凝土暗肋楼板及其简化分析方法 张大英 ,许启铿。 , 王树明 , 王录 民 ( 1 郑州航空工业管理学院 土木建筑工程学院,河南 郑州 4 5 0 0 1 5 ; 2 河南工业大学 土木建筑学院,河南 郑州 4 5 0
2、0 0 1 ; 3 河南东方建筑设计有限公司, 河南 郑州 4 5 0 0 0 3 ) 摘要: 为研究轻质混凝土暗肋楼板结构的计算方法, 以每行或每列轻质混凝土填充材料中心连线为分界线对楼板划分为多个 计算板带。 根据截面面积和惯性矩相等的原则 , 将各个板带的不规则截面等效换算为规则的工字型截面, 并利用有 限元数值模 拟方法对简化后楼板进行了不同等级砖荷载作用下的力学计算 , 同时 , 对未做简化的楼板进行 了数值模拟分析。 将得到的两类 有限元模型下的数值模拟结果与现有试验测试结果进行对比分析, 验证了简化楼板有 限元模型模拟结果与试验值吻合良好, 简 化分析方法是可行的, 未作简化的有
3、限元模型模拟结果与试验值误差较大 , 但是变形趋势一致。 关键词: 轻质混凝土 ; 暗肋楼板; 简化分析方法 ; 数值模拟 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 1 2 2 0 3 Si mp l i f i e d a n a l y s i s me t h o d f or t h e l i g h t we i g h t c on c r e t e f loo r wit h hid de n r i b Z HANG Da y i n g , XU Q i k e n g。 ,
4、 WA NG S h u mi n g , WANG L u mi n ( 1 S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e ri n g, Z h e n g z h o u I n s ti t u t e o f Ae r o n a u t i c a l I n d u s t r y Ma n a g e me n t , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 5, Ch i n a ; 2 Sc ho o l o f Ci v i l En g i n e e rin g a n d Ar c h i t e c t u r e,
5、He n a n Un i v e r s i t y o f Te c h no l o g y, Zhe n g z h o u 4 5 0 0 01, Ch i n a; 3 He n a n Ori e n t Ar c h i t e c t u r a l De s i g n Co , L t d , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 3 , Ch i n a ) Abs t r a ct : I n o r d e r t o s t u d y t h e c o mp u t a ti o na l me t h od o f the l i g h
6、t we i g h t c o n c r e t e flo o r wi t h h i d d e n r i b, i t wa s d i v i d e d i n t o mu l t i p l e s t r i p s b o un d t O t h e c e n t e r l i n e o f e a c h r ow a n d c o l u m n o f the fil l e d ma t e ria 1 Un d e r e q u a l c r o s s s e c ti o na l a r e a a n d m o me n t o f
7、i n e r t i a p rin c i p l e, i r r e g u l a r s e c t i o n wa s e q u i v a l e n t t o r e g u l a r H s e c tio n, a n d t h e n FEM me t h o d wa s e mp l o y e d t o s i mu l a t e the s i mp l i fie d mo d e l f o r i t s me c h a n i c a l p r o p e r t y u n d e r di f f e r e nt l e v e
8、l s o f bric k l o a d, a s we l l , the o rig i na l mo de l wa s s i mul a t e d Th e fin a l c o mp ar a t i v e r e s ul t s o f t h e a bo v e me t h o d t O t he a v a i l a b l e e x p e rime n t a l r e s ul t s s ho w t h a t n u me r i c a l r e s u l t s o f th e s i mp l i fie d mo d e l
9、 arc i n g o o d a g r e e m e n t wi t h t h e e x p e r i me n t a l o n e s , b u t n u me r i c a l o n e s o f th e o rig i n a l mo d e l c a us e b i g g e r e r r or , o n l y th a t th e c o n s i s t e n t d e f o r m a t i o n t e n d e n c y Ke y wor ds: l i g h t we i g ht c o nc r e t
10、e; t h e flo o r wi th h i d d e n ri b; the s i mp l i fie d a n a l y s i s me tho d; n u me ric a l s i mu l a t i o n 钢筋混凝土因其具有 良好的耐久性 、 耐火性 、 整体性 、 可模性 , 易于就地取材 、 价格较低等优 点 , 应 用非常广 泛 , 由其浇筑而成的钢筋 昆凝 土楼 板具有整体性好 、 刚度大 、 抗渗性好 、 适用性强等优点 , 在建 筑工程 、 水利工 程 、 港 口 工程 、 桥 梁工程 、 海洋工程中得到了广泛应用 。 当结构跨度 较小时 ,
11、楼板厚度较小 , 常采用实心板 ; 当结构跨度较大如 在大跨度板柱结构体 系 中, 楼 板厚度较大 , 若仍采 用实心 板 , 自重大大增加 , 浪费材 料。 因此 , 为适应 大跨度 、 大空 间 、 灵 活 隔 断 的需 要 , 无 梁 楼 盖 、 空 心 楼 盖 、 填 充 楼 盖 、 钢 一 混凝土组合楼盖 等结构型式被逐渐应用 于 实际工程 中并取得了 良好的经济效益。 然而, 对于无梁楼盖、 空心楼盖、 填充楼盖、 组合楼盖 等的计算分析 目前并没有统一的计算方法 , 尤其是利用 有 限元方法对其进行数值模拟时 , 所采用 的处理方式不尽 相 同, 计算结果的准确性 和精度也难 以
12、确定。 而试验测试 则 是验证数值模拟结果的可靠而有力的手段 。 为此 , 笔者 以 一 轻质混凝土暗肋楼板结构体系为实例 , 采用两类有限元 模型对其进行不同等级砖荷载作用下的计算分析 , 并 以现 有的试验数据为依据 , 验证了两种数值模拟结果 的准确性 和计算精度。 1 轻质混凝土暗肋楼板概 况 1 1组 成 材料 轻质混凝土暗肋楼板结 构体系 由预制 的轻 质混凝 土 填充材料 、 现浇混 凝土和钢筋组成 , 考虑适应 楼板双 向受 力 、 现浇混凝土施工便利 、 轻质混凝 土填 充材料 固定绑 扎 方便 、 节能环保等 因素 , 将轻质混凝 土填 充材料做成各 向 同性的圆环体结构,
13、 如图 1 所示。 轻质混凝土填充材料 的最大优点是质轻 、 环 保节能 , 所用材料主要包括 : 废 旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒 , 水泥胶 收 稿 日期 : 2 0 1 4 0 7 1 8 基 金项 目: 河 南省重点科技攻关训一 划资助项 目( 1 1 2 1 0 2 2 1 0 0 0 3 ) ; 河南省教育厅科学技 术研究重点项 目( 1 4 A 5 6 0 0 2 1 ) l 22 强度影响的试验与分析 J 混凝土, 2 0 1 0 , 2 5 0 : 2 5 2 7 3 韩兴腾 喷射混凝土干拌成品混合料的力学性能试验研究 D 淮南 : 安徽理工大学 , 2 0 0 9 4 3马芹永
14、, 张经双, 韩兴腾 预拌干料贮存期对 喷射混凝土抗折 强度影响的试验与分析 c 第 1 9届全国结构工程学术会议, 2 01 0, 1 1 5 游宝坤 我国混凝 土膨 胀剂的发展近况和展望 J 混凝土 , 2 0 0 3 ( 4 ) : 3 6 6 赵东和 减水剂和膨胀剂对混凝土早期收缩影响研究 J 混凝 土, 2 0 1 3 ( 5 ) : 9 7 9 9 7 黄伟 矿渣水泥配制补偿收缩混凝土微观结构试验分析 J 2 0 1 3 ( 4 ): 6 16 3 上接第 1 2 4页 3 结 论 ( 1 ) 轻质混凝土填充材料放置在钢筋混凝土现浇楼板 内部, 可以大大减轻楼板 自重, 当其在楼板
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