新型钢筋混凝土空心楼板有限元分析.pdf
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1、低温建筑技术 2 0 1 1 年第 l O期( 总第 1 6 0 期) 新型钢筋混凝土空心楼板有 限元分析 张志伟, 赵欣, 孔丹丹 ( 河北工业大学土木工程学院 天津3 0 0 4 0 1 ) 【 摘要】 首先提出了一种新型钢筋混凝土四向肋空心楼板, 为研究新型楼板的受力性能, 采用 A N S Y S 有 限元分析软件建立了四角支承的四向肋空心楼板、 两向肋空心楼板及实心板有限元分析模型, 分别在三种荷载工 况下, 分析对比了上述三种混凝土楼板的挠度 、 应力大小及分布。研究结果表明本文提出的新型钢筋混凝土四向 肋空心楼板具有优越的受力性能。 【 关键词】 四向肋空心楼板 ; 有限元分析;
2、 角点支承 【 中图分类号】 T U 3 7 5 2 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 - 6 8 6 4 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 4 8 0 3 FI Nn EU己 MENT ANALYS I S oF NEW RE ORCED CoNCRI lE HOI 正 OW F LoOR Z HANG Z h i we i, Z HAO X i n, KON G Da n d a n ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g , H e b e i U n i v e r s i t y o f T e c h
3、n o l o g y , T i a n j i n 3 0 0 4 0 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r , fi rst l y p r o p o s e s a n e w k i n d o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e f o u r wa y r i b h o l l o w fl oo r , f o r t h e s t u d y o f me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e n e w
4、fl oo r , f o u r - wa y r i b h o U o w fl o o r ,t wo w a y r i b h o l l o w fl o o r a n d s o l i d fl o o r s u p p o rt e d b y f o u r c o me r c o l u mn s a r e t a k e n a s r a t i o n a l fi n i t e e l e me n t mo d e l s b y AN- S YS,c o mp a r a t i v e a n a l y s i s o f t h e i r
5、d e fl e c t i o n, ma x i mu m s t r e s s a n d d i s t ri b u t i o n p a t e m a r e p r e s e n t e d i n d e t a i l u s i n g t h r e e k i n d s o f c a l c u l a t i o n s c h e me s S t u d y r e s u l t s s h o w t h a t the n e w r e i n f o r c e d c o n c r e t e f o u r p o s s e s s
6、r i b h o l l o w fl o o r wi th s u p e ri o r me c h a n i c a l p rop e r t i e s Ke y wo r d s : f o u r - wa y rib h o l l o w fl o o r ;f i n i t e e l e me n t a n a l y s i s ; c o me r c o l u mn s s u p p o r t s 在分析研究现有楼板优缺点的基础上, 提出一种具有 四向肋的空心楼板 , 该新型楼板是将八块三棱柱空腔 内模 拼合成一个具有“ 米” 形的基本体, 然后由这
7、种基本体纵横 重复排列, 构成各种不同的跨度, 最后经现场浇筑混凝土, 形成肋及空腔的空心楼板, 图 1 给出其结构示意图。 本文使用大型通用有限元分析软件 AN S Y S , 在四角固 支的条件下, 分别对四向肋空心板( 简称四向板) 、 两向肋空 心板( 简称两向板 ) 、 实心板在三种荷载工况下的受力性能 进行有限元计算, 对比分析了三种楼板的挠度、 应力大小和 分布规律, 得出了有益的结论。 三棱 图 I四向肋空心板 1 楼板有限元模型的建立 1 1 计算假定 进行有限元分析时, 三种楼板的网格划分相同, 只是两 向板 比四向板少了斜肋 , 实心板在四向板的空心部分用相 同网格划分的
8、实心块体填充起来。计算时, 假定三种楼板 中, 钢筋与混凝土之间均粘接牢固, 没有相对滑移, 故采用 整体式计算模型进行有限元分析计算 l 3 , 并把单元视为连 续均匀材料, 不计内模质量, 假定内模对混凝土没有约束作 用。不考虑材料的弹塑性。 1 2 有限元模型几何物理参数 四向肋空心板: 平面尺寸为 5 7 0 0 m m 5 7 0 0 m m( 包括端 部实心暗梁) , 板厚 2 4 0 mm。其中板平面尺寸为 4 8 0 0 m m 4 8 0 0 m m, 肋高 1 8 5 m m, 肋宽 1 0 0 mm, 顶板厚 5 5 m m; 暗梁截面 尺寸 4 5 0 m m 2 4
9、0 m m, 见图2 。 两向肋空心板: 平面尺寸、 板厚、 顶板厚、 肋高、 肋宽及 暗梁皆同四向肋空心板, 只是少了两向斜肋。 实心板: 平面尺寸同上, 板厚 2 4 0 ra m。 模型材料参数: 单元类型为 s o l i d 4 5 ( 空间八节点等参单 元) ; 弹性模量E =E =E =2 81 0 N m m ; 泊松比 = 0 2 。为了后文叙述、 列表、 图示方便, 在此统一约定板面为 z 面, 板的厚度方向为 , , 向, 见图3 。 1 3 荷载工况 为了有效地分析新型楼板的各项力学性能 , 对有限元 模型施加荷载时, 本文采用三种工况进行讨论, 其中工况 一 、工况二
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