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现浇空心楼盖在国内已得到越来越多的应用,中国工程建设标准化协会在2005年4月1号颁布实施了《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》,该规程对空心楼盖的设计和施工进行了一定程度的规范,但在采用现浇混凝土空心楼盖的工程中仍存在具体设计方法不清楚、不统一,在设计理念上有争议,设计操作较随意等问题。本文针对空心楼盖进行了单块板的线弹性有限元分析、不同内模布置方式的单向空心板试验,针对不同类型的工程提出了相应的简便设计方法。
采用Ansys进行建模和运算,选用8节点的实体单元对筒心内模空心板、箱型内模空心板和等厚度实心板进行弹性阶段的有限元分析,分析结果表明两类空心板和实心板一样具有板的力学性能特点,空心板在整体上仍然以板的方式承受外力的作用;空心板的应力在板上、下面的分布呈现波浪状变化的特点;空心板中的空腔降低了板的刚度,增大了板的变形,减小了板的自重,但对板的承载能力没有明显的影响;筒心内模空心板两个方向的刚度有差异,在作为单向板使用时差异明显,而作为双向板使用时差异不明显;柱支撑式空心板和实心板在周围存在应力集中现象。
设计并试验了两块不同布管方式的筒心内模空心板,试验结果表明顺孔板和横孔板承载能力接近,两种板都是弯曲破坏,两种板在板底钢筋屈服前挠曲变形基本一致,但钢筋屈服后横孔板的变形要大于顺孔板的变形,横孔板的裂缝分部与内模的位置具有明显的关联。
对空心楼盖承载能力极限状态下的截面计算和正常使用极限状态下的变形验算进行了探讨,提出了一些简便的计算方法和实用的计算公式。
探讨空心楼盖结构体系的内力分析的相关问题,主要就空心板的双向板特性,双向空心板的内力分析方法以及空心楼盖整体结构体系等有关主题进行了探讨和总结。专门提出了柱支撑式暗梁空心楼盖的实用设计方法,并分别举例边支撑和柱支撑空心楼盖在高层和纯剪力墙中应用的设计方法和注意事项。
现浇混凝土空心楼盖结构技术能解决许多工程设计中的问题,其发展前途是广阔的,但比如现浇混凝土空心楼盖的抗震性能、抗剪性能以及厚薄板相接处的构造处理等方面仍有待进一步研究。