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按照“边支承板”的观念设计钢筋混凝土主梁-次梁-板结构,无法体现主梁-次梁-板之间的协同工作特点,导致结构分析内力的分布(特别是楼板内力)与结构实际内力分布有较大差异。因此,揭示“边支承板”设计理论存在的问题,研究钢筋混凝土主梁-次梁-板结构协同工作机理,完善其内力分析方法,是工程界较为关心的问题之一。
本研究采用大型有限元软件ANSYS提供的SOLID65单元和LINK8单元,探讨并建立了符合钢筋混凝土梁板结构特点的非线性有限元模型,并通过与文献口模型试验数据的对比分析表明,选择合适的计算分析参数,ANSYS可以较为真实的模拟钢筋混凝土梁板结构的受力性能。
计算分析模型为一层双向等柱距3跨×3跨钢筋混凝土主梁-次梁-板结构(足尺模型),按“边支承板”弹性理论设计主梁-次梁-板结构配筋。ANSYS非线性有限元分析结构在正常使用状态、设计荷载及极限状态下的内力分布规律。初步分析表明,由于次梁刚度小于主梁刚度,多数情况下位于次梁处的楼板仍为正弯矩,这与按“边支承板”分析的楼板负弯矩有较大的差异;影响主梁、次梁、板弯矩分配比例的主要因素是综合梁板刚度比α,影响次梁与板弯矩分配比例的主要因素是次梁板刚度比γ;梁中支座截面处于偏心受压状态、跨中截面处于偏心受拉状态,板中支座截面处于偏心受拉状态、跨中截面处于偏心受压状态,导致梁跨中截面、板支座截面钢筋应力偏大,以及梁支座截面、板跨中截面钢筋应力偏小。
在上述计算分析的基础上,初步提出了考虑主梁.次梁.板结构协同工作的设计方法。