现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖弯矩分析

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1、第13卷　第4期　山东交通学院学报Vol.13No.42005年12月　　JOURNALOFSHANDONGJIAOTONGUNIVERSITYDec.2005现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖弯矩分析12高曦光,赵玉星(1山东交通学院数理系,山东济南　250023;2山东建筑工程学院土木工程学院,山东济南　250101)摘要:现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖是一种新型的楼盖形式,分析了预埋管成孔后的空心板2个方向刚度比,探讨了现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖的计算模型和计算方法,确定设计弯矩在柱上板带和跨中板带的分配比例,并利用经验系数法导出了现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖板的设计弯矩分配值。关　键

2、　词:钢筋混凝土;空心板;无梁楼盖;设计弯矩分配中图分类号:TU756.4文献标识码:A文章编号:1672-0032(2005)04-0048-04　　现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖技术就是将GBF高强复合薄壁管预埋到楼盖中,浇注混凝土之后[1]即构成不需要明梁的现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖。它是一种自重轻、刚度大的新型无梁楼板形式,采用它可形成板柱体系和板柱—剪力墙体系。该项技术的关键为填芯材料GBF高强度复合薄壁管,GBF高强复合薄壁管是由玻璃纤维胶凝材料预制成的轻质管材。这项技术于1996年8月在长沙市国际金融大厦首次投入高层建筑的使用,由于该楼盖具有适用范围广、使用功能优良、综合

3、造价低等优点,所以越来越广泛地应用于建筑工程中。但是由于目前对现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖的受力性能缺乏较系统的研究,其计算方法多参考实心板的计算方法,将现浇钢筋混凝土空心板按单向板进行内力和配筋,使板的配筋率偏大。随着这项技术的逐渐推广,现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖计算理论和方法的完善成为进一步推广这项技术的关键。1　计算方案的选择1.1　暗扁梁的作用现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖在实际应用中,通常会在框架柱之间设置与板同厚的暗扁梁,有的研究人员将其看作框架宽扁梁进行计算。经[2]研究表明,扁梁对板的相对刚度是影响平板弯矩的主要因素,若将暗扁梁视为框架宽扁梁,则暗扁梁就成为平板的支承点

4、,按构造要求暗扁梁与板的高厚比应在2～3.5之间。而现浇空心无梁楼盖中的暗扁梁高度与板厚相等,所以将暗扁梁视为框架宽扁梁是错误的,把它视为柱上板带进行弯矩分配是较为合理的。1.2　空心板两个方向的刚度比钢筋混凝土板在预埋管成孔后,必然引起板平面内2个方向的刚度的变化,和同体积混凝土用量的实心板相比刚度会增大,和同尺寸实心楼板相图1空心板预埋管布置简图比,平面内2个方向的刚度各异。如图1,以常用收稿日期:2005-08-26作者简介:高曦光(1979-),男,山东临沂人,山东交通学院助教,工学硕士.第4期高曦光等:现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖弯矩分析497.2m×7.2m跨度的板为例计算

5、预埋管成孔后板两方向的线刚度比,板厚取250mm,根据板的跨度、常用荷载和布置预埋管的构造要求采用直径D=150mm的薄壁管,板内预埋管位置和其它细部尺寸如图1所示。如图1所示的空心板,取2-2截面计算板垂直孔向受弯时板的线刚度iy,取1-1截面计算板顺孔向受弯时板的线刚度ix,再分别计算板跨为6.6m,7.8m,8.2m,9.0m的空心板,计算所得的2个方向线刚度比列于表1中。从表中计算结果可以看出空心板在预埋管成表1　现浇钢筋混凝土空心板两方向线刚度比孔后,板在沿垂直孔方向受弯时的截面抗弯刚度33i∶i板跨度/mix/mmiy/mmxy空心率/%相对于沿顺孔方向受弯时的截面抗弯刚度

6、降低6.61160588103292410∶0.89027.3了,并且随着空心率的增大,降低的幅度增大,最7.2118818510520831∶0.88528.8大降幅接近于20%。由于板在沿垂直孔方向受7.8153114113137191∶0.85830.98.2162824013612081∶0.83632.0弯时,截面抗弯刚度的降低不是特别大,可以认为9.0196202016108181∶0.82135.2板在荷载作用下仍是双向受弯状态,板的受力状态没有发生根本的变化,板仍具有比较明显的双向板性质。综合分析,现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖的基本力学性能和普通双向板无梁楼盖基本相同,

7、针对这一特性可以将无梁楼盖的计算方法作一些修正来计算现浇空心无梁楼盖,这些修正包括设计弯矩、设计弯矩在板带上的分配、板配筋的计算和构造等内容,其中设计弯矩在板带上的分配是一个重要内容。2　设计弯矩的分配2.1　内跨板格弯矩分析在设计弯矩的分配分析中,总设计弯矩M0是一个重要的概念,M0是一个计算弯矩的单元,它的大小等于简支梁的跨中弯矩。对无柱帽的无梁楼盖,文献[3]规定2M0=ql2l1/8,式中　l1为弯矩方向的跨度;l2为垂直弯矩方向的宽度