大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构的研究

发布时间：2017-06-07 21:17

  本文关键词：大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：众所周知,将钢与混凝土有机地结合在一起就形成了钢筋混凝土空腹夹层结构。但由于平面结构形式和受力特点的限制,以及人们对大空间的需求,人们越来越追逐大跨度空间的结构,所以形成了本文中的这种大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构形式。大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构是由上、下两层带肋钢筋混凝土板组成,又被称为“剪力键式双向空心大板”,且用宽度大于高度的钢筋混凝土剪力键在井字格交叉处将其连接成一个整体。这种形成方式也就意味着大跨度钢筋混凝土空腹夹层结构能够充分利用钢材和混凝土在受拉受压方面各自的优势,从而可以达到使结构发生优化的目的。它不仅具有自重较轻、柔度较大、阻尼较小等一些特点,同时,大跨度空间结构又是对横向内力敏感性比较强的结构,因此研究大跨度钢筋混凝土空腹夹层结构的应力应变显得尤为重要。本文通过介绍大跨度钢筋混凝土结构的国内外现状以及钢筋混凝土空腹夹层结构规程编制的背景,概括总结出这种新型结构体系的特点,包括空腹夹层板网格划分及选型、类型、特点、高度规定、特殊形式、施工方法等。另外,也还概括总结了计算钢筋混凝土空腹夹层板结构时的多种分析计算方法。对于大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构,要将其理论与研究方法在工程实践中运用,目前尚且还缺乏通用的程序。对于本文所引用的工程实例,其工程结构的设计方法在华东地区未见过刊,在安徽地区更是史无前例。当时设计比较早,像这种结构类型前人一般用ANSYS或SAP2000对其进行模拟分析,国内有些学者曾采用曾采用TAT三维空间的分析程序对其进行分析计算,即在程序中将空腹夹层板按空腹桁架输入,在PMCAD中,将其按照空腹夹层上下弦按两层输入,将下弦作为一层,而上弦则为二层输入,上下弦杆根据实际截面按梁输入,剪力键按柱输入,这样的处理方式较为繁杂。本文中老题新做,在前人的研究基础上,进一步探讨空腹夹层结构的特点。本文着重选取了其中具有代表性的一跨,用有限元软件MIDAS/GEN对其进行建模模拟,并提出空腹夹层结构的一个新的建模方法。这种方法是利用通用有限元结构分析软件MIDAS/GEN,用板单元模拟上部薄板,采用梁单元模拟勒板。即剪力键由勒板的梁单元交叉自动形成,建模更加灵活方便,操作使用方便。另外,本次建模分析了结构变形,对应力等力学响应参数进行了计算。理论分析与实践表明,空腹夹层板楼盖体系属板片空间结构范畴,具良好的力学特性、建筑功能效应及技术经济指标。到目前为止,虽然它还仅仅是一种新型的结构形式,但是却已经被很多设计者中情,在未来的工程中具有广阔的应用前景。
【关键词】：大跨度 钢筋混凝土 空腹夹层 MIDAS GEN
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究意义13
• 1.2 国内外现状和动态13-15
• 1.3 钢筋混凝土空腹夹层板楼盖结构规程编制的背景历史15-16
• 1.4 本文研究内容16-19
• 第二章 大跨度钢筋混凝土空腹夹层板的基本知识19-26
• 2.1 空腹夹层板网格划分及选型19-20
• 2.2 空腹夹层板的分类20-21
• 2.3 空腹夹层板的特点21-22
• 2.4 空腹夹层板的高度规定22
• 2.5 空腹夹层板的特殊形式22
• 2.6 钢筋混凝土空腹夹层板楼盖的施工方法]29[]27[ -22-26
• 2.6.1 传统型施工23
• 2.6.2 改进的施工工艺23-24
• 2.6.3 施工的准备24
• 2.6.4 质量的要求和检验的方法24-25
• 2.6.5 安全性的措施25-26
• 第三章 钢筋混凝土空腹夹层板结构的理论计算方法26-43
• 3.1 计算模型及基本假定26-31
• 3.2 空腹夹层结构的构造处理31-32
• 3.2.1 肋的最小配筋率31
• 3.2.2 与框架梁连接时构造处理31
• 3.2.3 剪力键的构造处理31-32
• 3.3 空腹夹层板的刚度的分析及简化静力计算方法32-37
• 3.3.1 跨中位移的等效计算33-35
• 3.3.2 空腹梁的等代抗弯刚度35-37
• 3.4 有限元的理论分析方法37-42
• 3.4.1 基本理论介绍38-39
• 3.4.2 16节点夹芯板法39-42
• 3.5 等代剪切刚度42-43
• 第四章 工程实例介绍及结构设计43-50
• 4.1 工程概况43-44
• 4.2 此工程中空腹夹层板结构体系选用及其特点44-45
• 4.3 本工程中空腹夹层的构造设计45-50
• 4.3.1 空腹夹层的构造45-47
• 4.3.2 屋面板壳的设计47-49
• 4.3.3 空腹结构施工的注意事项49-50
• 第五章 大跨度钢筋混凝土空腹夹层板结构有限元软件分析50-64
• 5.1 概述50
• 5.2 有限元软件MIDAS/ GEN的介绍50-55
• 5.2.1 应用背景介绍50
• 5.2.2 MIDAS/GEN有限元程序软件的特点50-51
• 5.2.3 MIDAS/GEN有限元程序软件的内容51-55
• 5.3 空腹夹心板受力有限元软件分析55-64
• 5.3.1 有限元模型建立57-59
• 5.3.2 计算结果分析59-62
• 5.3.3 小结62-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 作者简介及读研期间主要科研成果72

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