现浇混凝土蜂窝式空心双向板力学性能分析

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现浇混凝土蜂窝式空心板是在板内有规律的填入部分小尺寸的内模而形成的蜂窝式空洞的一种新型现浇空心板。相对于普通实心楼板而言,具有其独特的结构特点及受力性能。根据内模的不同,现浇混凝土空心楼盖可分为两大类:安装筒体、筒芯为内模的现浇混凝土空心楼板和安装块体、箱体为内模的现浇混凝土空心楼板。目前,在国内很多柱网跨度较大的公共建筑和住宅建筑中,已大量采用了这两种空心楼板。四边支承现浇混凝土蜂窝式空心双向板的力学性能分析,是现浇混凝土蜂窝式空心楼盖技术推广应用中最基本、很关键的一环,在一些方面还需要完善。因此,本文针对四边支承现浇混凝土蜂窝式空心双向板力学性能进行研究。主要包括以下几个方面的工作:1、介绍现浇混凝土空心楼板的概念、分类,概述其结构特点、受力与变形性能及工程应用,同时介绍了国内重要的工程结构,简单列举了国内外相关规范对该结构的设计提出的相关规定,进而探讨了国内外对空心楼板的研究现状。2、针对在竖向均布荷载作用下,现浇混凝土蜂窝式空心双向板的力学性能,利用有限元分析软件ANSYS,进行了三维非线性数值模拟,其模拟值与试验值吻合情况较好,同时分析了现浇混凝土蜂窝式空心双向板的受力性能及破坏机理。3、利用上述的三维有限元数值分析模型,通过对混凝土强度等级、面层钢筋配筋率、底层钢筋配筋率、面板层厚度、空心率等因素的分析,研究各因素对现浇混凝土蜂窝式空心双向板的力学性能、破坏机理及极限承载力的影响程度,以此对工程设计提出参考意见。4、基于弹性薄板小挠度理论,推导出了蜂窝式空心板的平衡微分方程,同时得到了蜂窝式空心板的弯曲刚度和扭曲刚度的计算公式。在上述基础上,按纳维(Navier)方法,得到了四边简支的蜂窝式空心双向板的挠度和弯矩计算表达式;利用加权残值法中的伽辽金法,导出了四边固支蜂窝式空心双向板挠度和截面弯矩的计算公式,同时与有限元计算值进行对比分析,分析其合理性。5、最后,对本文的研究工作进行总结,对需要改进之处以及今后需开展的研究工作做了进一步展望。
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