叠合式双向楼板受力性能研究

发布时间：2017-09-18 05:07

  本文关键词：叠合式双向楼板受力性能研究

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【摘要】：住宅产业化的大力推行使钢筋桁架叠合式双向楼板得到广泛应用,该楼板设计形式合理、性能优越,已实现了推广和取得了良好的社会经济效益。针对桁架钢筋叠合式双向楼板因拼缝存在和桁架形式不同,研究分析楼板的受力性能和整体性。针对叠合式双向楼板拼缝存在使截面刚度减弱尚无弯矩、挠度计算有效方法的实际情况,采用ABAQUS软件建立叠合式双向楼板分析模型,根据弹性理论探讨叠合式双向楼板跨中弯矩、挠度的变化规律。采用定量计算和定性分析的方法,将四边简支的叠合式双向板与现浇双向板的受力情况进行对比分析。结果表明:叠合式双向楼板长向刚度减弱,长向抗弯能力减小,短向抗弯能力增大;叠合式双向板短向弯矩增加,长向弯矩不予折减仍按现浇双向板弹性理论配筋;弹性理论计算结果、ABAQUS软件模拟结果和试验测得数据吻合较好,可为同类楼板研究和工程应用提供参考。对桁架格构钢筋依据桁架等效刚度理论转化为等效钢筋的研究,桁架格构钢筋使叠合楼板整体刚度增大,在正常使用阶段,平行X向桁架格构钢筋叠合楼板相比普通叠合楼板跨中最大挠度减小8%左右、平行Y向桁架格构钢筋叠合楼板相比普通叠合楼板跨中最大挠度减小5%左右,荷载——挠度曲线与现浇双向楼板更吻合,受力性能和延性基本无差别,桁架格构钢筋设置合理有效。平行X向桁架格构钢筋叠合式双向楼板比平行Y向楼板整体受力性能及抗弯刚度更优越。定义了“垂直的桁架格构钢筋叠合式双向楼板”,应用等效理论分析其与平行X向、平行Y向桁架格构钢筋叠合式双向楼板的荷载—挠度曲线吻合较好,挠度变化率分别在3%左右、-1%以内,基本可以忽略不同形式桁架格构钢筋对叠合楼板整体受力性能影响,三种形式的等效桁架格构钢筋叠合楼板与现浇双向板在正常使用阶段的挠度变化差别不大,楼板拼缝处有一定的应力集中,三种形式的桁架格构钢筋叠合楼板整体受力性能与现浇板相似,可应用在工程设计中。将塑性铰线法极限荷载和增大系数短期截面抗弯刚度应用于桁架钢筋叠合式双向楼板的理论分析,结合前人的研究理论,研究和总结拼缝处和拼缝钢筋的处理方法,桁架格构钢筋布置垂直或平行于相邻的楼板拼缝对叠合式双向楼板受力影响的理论性建议。有限元软件的生死单元技术能很好的模拟叠合式双向楼板的受力过程,值得在以后的工程研究分析中应用。
【关键词】：叠合式双向楼板 刚度减弱 桁架钢筋 等效桁架理论 拼缝
【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】：TU318
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 引言15-16
• 1.2 叠合式楼板概述16-19
• 1.2.1 叠合式楼板的介绍16-18
• 1.2.2 叠合式楼板的特点18-19
• 1.3 研究目的和意义19
• 1.4 叠合式楼板国内外研究概况19-22
• 1.4.1 国外的研究概况19-21
• 1.4.2 国内的研究概况21-22
• 1.5 本文主要研究内容、思路、方法22-25
• 第二章 叠合式双向楼板刚度减弱内力与挠度研究25-39
• 2.1 拼缝存在截面刚度减弱叠合式双向楼板简介25
• 2.2 研究目的25-26
• 2.3 模型建立26-29
• 2.3.1 几何尺寸26-27
• 2.3.2 材料性质27
• 2.3.3 混凝土材料本构关系27-28
• 2.3.4 荷载工况28-29
• 2.4 弹性理论分析29-35
• 2.4.1 系数法29-30
• 2.4.2 矩形薄板纳维叶解法（各向同性板）30-33
• 2.4.3 矩形薄板纳维叶解法（正交各向异性板）33-34
• 2.4.4 矩形薄板差分法解法34-35
• 2.5 弹性理论解法、Abaqus有限元分析及试验结果分析对比35-37
• 2.6 结果和建议37
• 2.7 本章小结37-39
• 第三章 基于ABAQUS的叠合式双向楼板研究分析39-55
• 3.1 有限元方法简介39-42
• 3.1.1 有限元方法的基本概念39-40
• 3.1.2 有限元方法的发展概况40
• 3.1.3 有限元方法计算的基本步骤40-41
• 3.1.4 ABAQUS有限元软件介绍41-42
• 3.2 等效桁架钢筋对叠合楼板受力性能影响的理论分析42-45
• 3.2.1 桁架钢筋叠合式双向楼板基本概况42-44
• 3.2.2 桁架钢筋等效刚度理论分析44-45
• 3.2.3 桁架钢筋等效刚度理论计算45
• 3.3 等效平行X向桁架格构钢筋叠合式双向楼板建模及可视化45-50
• 3.3.1 等效平行X向ABAQUS模型45-48
• 3.3.2 等效平行X向ABAQUS模型可视化结果48-50
• 3.4 等效平行Y向桁架格构钢筋叠合式双向楼板建模及可视化50-51
• 3.4.1 等效平行Y向ABAQUS模型50
• 3.4.2 等效平行Y向ABAQUS模型挠度云图50-51
• 3.5 模型结果与试验结果对比分析51-53
• 3.6 分析结论及可行性建议53-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 互相垂直的桁架格构钢筋叠合式双向楼板研究55-63
• 4.1 垂直的桁架钢筋叠合式双向楼板概况55-56
• 4.1.1 楼板几何尺寸55-56
• 4.1.2 材料性质56
• 4.1.3 荷载加载方式56
• 4.2 等效垂直的桁架钢筋叠合式双向楼板模拟分析56-60
• 4.2.1 等效有限元模型建立57-58
• 4.2.2 等效有限元模型可视化结果及分析58-60
• 4.3 有限元模拟结果与试验结果对比研究60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 桁架钢筋叠合双向楼板整体性能理论分析63-70
• 5.1 塑性铰线法与短期截面弯曲刚度63-67
• 5.1.1 塑性铰线法的极限荷载64-65
• 5.1.2 短期刚度分析65-66
• 5.1.3 短期刚度控制验证66-67
• 5.2 桁架钢筋叠合式双向楼板ABAQUS中生死单元技术67-68
• 5.3 桁架钢筋叠合式双向楼板拼缝处理分析68
• 5.4 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-73
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 研究展望71-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 作者简介及读研期间主要科研成果77

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本文编号：873541