现浇钢筋混凝土结构中梁与板协同作用研究.pdf
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1、7 0 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第 3 7卷第 5期 2 0 1 1 年 1 0月 现浇钢筋混凝土结构中梁与板协同作用研究 谢志秦, 胡小勇 ( 西安职业技术学 院建筑工程 系 , 陕西 西安7 1 0 0 7 7 ) 摘要: 对于现浇混凝土肋梁楼盖结构的内力和挠度计算, 一般假定梁为板的不动铰支座, 梁、 板的内力和配筋分别单独计 算, 不考虑梁板的相互作用。为了探讨梁板相互作用对楼板内力和挠度的影响, 采用有限元分析软件 S A P 2 0 0 0对现浇混凝土 梁板体系进行了大量的数值计算, 分析了梁与板相互
2、作用的内在规律及影 响因素, 在此基础上, 对梁板体系中楼板的设计提 出了建议 。 关键词: 梁板体系; 梁板剐度比; 有限元分析 ; 协同工作 中图分类号 : T U 3 7 5 文献标识码 : A 文章 编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 7 0 0 4 An a l y s i s o f t he i nt e r a c t i o n b e t we e n b e a m a nd s l a b i n c a s t i n s i t u r e i n f o r c e d c o n c r e t e b u i l d i
3、 n g XI E Z hi q i n, HU Xi a o y o n g ( X i a n C o l l e g e o f C a r e e r a n d T e c h n o l o g y , X i a n 7 1 0 0 7 7 , C h i n a ) Ab s t r a c t : F o r t h e c a l c u l a t i o n o f i n t e r n al f o r c e a n d d e fl e c t i o n o f c a s t - i n s i t u r e i n f o r c e d c o n c
4、 r e t e s l a b an d b e a m fl o o r s t r u c t u r e u s u a l l y t o a s s u me t h a t b e a m i s t h e fi x e d h i n g e d s u p p o f o r s l a b, t h e i n t e rn a l f o r c e a n d r e i n f o r c e me n t o f b e am an d s l a b a r e c alc u l a t e d r e s p e c t i v e l y a n d t
5、h e i n t e r a c t i o n b e t we e n b e am a n d s l a b a r e i g n o r e d I n o r d e r t o k n o w t o t h e i n fl u e n c e o f t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n b e a m a n d s l a b t o t h e i n t e rna l f o r c e a n d d e fl e c t i o n o f fl o o r , a l arg e a mo u n t o f
6、n u me r i c a l c a l c ula t i o n o f c a s t i n s i t u r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a m a n d s l ab s y s t e m w e r e d o n e b y p r o g r a m S AP 2 0 0 0 i n t h e p a p e r An d i n t e rn al l a w a n d i nfl u e n c i n g f a c t o r s o f i n t e r a c t i o n b e t w e e
7、n b e a m a n d s l ab we r e e x p l o r e d On t h e b a s i s o f a b o v e a n aly s i s , t h e a u t h o r p u t s f o r w a r d r e aso n a b l e s u g g e s t i o n s t o t h e d e s i g n me t h o d o f fl o o r i n b e a m a n d s l a b s y s t e m Ke y wo r d s: b e a m a n d s l ab s y s
8、 t e m ; r i g i d i t y r a t i o o f b e a m an d s l ab ; fi n i t e e l e me n t a n aly s i s ; i n t e r a c t i o n 0 引 言 现阶段在计算现浇混凝土楼盖结构时采用 了两 个假定 : 一个是支承梁 的抗弯刚度很大 , 其竖 向 位移可以忽略不计 ; 另一个是支承梁的抗扭 刚度很 小可以自由地转动。由这两个假定, 将梁视为板 的 不动铰支座 , 按弹性理论 、 考虑塑性 内力重分布 的方 法或极限分析方法计算。这种计算方法没有考虑梁 的竖向和扭转变形对板 内力 的影响
9、。由于梁和楼板 是整体浇筑的, 在荷载作用下梁板共同参与受力 , 所 以, 考虑梁板协同工作和不考虑梁板协同工作 , 所得 的内力和变形有很大的差别 。因此 , 研究梁板的协 同工作 , 对结构 的受力 、 材料的利用 和节约成本 , 都 有很重要 的意义。 王志远、 魏琏等 用 S A P 2 0 0 0程序对等跨 9区 收稿 日期 : 2 0 1 0 - 0 4 - 0 7 作者简 介: 谢志秦 ( 1 9 6 5一) , 女 , 江苏南京人 , 高级工程师 , 主要从 事 钢筋混凝土结构理论研究 , 参与 钢筋混凝 土结 构设计规 范 修订工 作 。 E m a i l : x i e
10、z h i q i n 9 9 9 s i n a C O n l 格板进行了大量的分析计算, 分析了支承梁与板相 互作用 的内在规律及各种影 响因素 , 并提出 了设计 建议。张剑、 傅学怡等 分别用有限元 法和简化分 析方法对 5种不同边界条件的单块双向板进行 了计 算 , 分析了两种方法计算结果的差异 , 提出了对简化 方法计算结果的修正原则。 上述研究成果对了解梁 板相互作用有重要意义 , 但其成果不一定适用于常 见的内廊式建筑 中的梁板结构 。为此 , 本 文采用 实 体单元模型 , 对 内廊式梁板结构在楼 面竖 向均布荷 载下的楼板内力和挠度进行 了有 限元分析, 并与现 有计算方
11、法的计算结果进行了比较 。 1 分 析模 型 分析模型为两个方向均为 3跨的 9区格板楼盖 结构 , 为考虑支承柱对梁板 内力 的影响 , 截取框架结 构的一个中间层进行分析 , 层高为 3 6 m, 分析模型 见图 1 。为 了便 于比较 , 梁截面 宽度统一取 为 3 0 0 mm, 截 面高 度按 表 1取 值。混凝 土 强 度 等级 为 C 3 5 , 泊松比为 0 2 , 弹性模量为 2 4 0 0 0 N ram 。采 谢志秦, 等: 现浇钢筋混凝土结构中梁与板协同作用研究 7l 用有限元分析软件 S A P 2 0 0 0进行分析 , 梁 、 柱采用 杆单元 , 楼板采用实体壳单
12、元。 计算模型的有关情况如下 : 1 ) 实体单元采用六面体八节点单元 , 平 面尺寸 取为 2 0 0 mm2 0 0 m t n 。板选用壳单元 , 膜厚度和 弯曲厚度为 1 2 0 m m。楼板厚度方 向划分为两个单 元 引。 2 ) 荷载取竖向均布荷载 , 不考虑活荷载 的不利 布置。楼面竖向均布荷载为 1 0 k N m ( 荷载输入7 k N m , 另外 , 1 2 0 m m厚板的 自重( 3 k N m ) 程序 自 动计算) 。分析工况为 D E A D L i n e a r s t a t i c 。 3 ) 板的支座截面选择梁板交界截面 。 3 0m 6 01 1 1
13、 3 0m 6 0m 中区格 边区格 7 2m x6 0m 7 2m 6 0m 边区格 角区格 6 0 0 0 6 00 0 6 0 00 1 8 0 00 ( a ) 楼盖平面 ( b ) 楼盖3 D视图 图 1 分析模型简 图 F i g 1 S k e t c h o ft h e mo d e l 表 1 梁截面高度 T a b l e 1 S e c t i o n h e i g h t o f b e a m i n nl 2 计算结果分析 2 1 挠度计算结果及与弹性分析方法的比较 图2表示7 2 m 6 0 m区格板各挠度计算点 的位置 , 3 0 m 6 0 m区格板各挠度
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- 关 键 词:
- 钢筋混凝土 结构 协同 作用 研究
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