新型钢筋混凝土空心楼板有限元分析

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1、低温建筑技术2011年第lO期(总第160期)新型钢筋混凝土空心楼板有限元分析张志伟，赵欣，孔丹丹(河北工业大学土木工程学院．天津300401)【摘要】首先提出了一种新型钢筋混凝土四向肋空心楼板，为研究新型楼板的受力性能，采用ANSYS有限元分析软件建立了四角支承的四向肋空心楼板、两向肋空心楼板及实心板有限元分析模型，分别在三种荷载工况下，分析对比了上述三种混凝土楼板的挠度、应力大小及分布。研究结果表明本文提出的新型钢筋混凝土四向肋空心楼板具有优越的受力性能。【关键词】四向肋空心楼板；有限元分析；角点支承【中图分类号

2、】TU375．2【文献标识码】A【文章编号】1001-6864{2011)10—0048—03FINnE]U己M[ENTANALYSISoFNEWREORCEDCoNCRIlEHOI正OWFLoORZHANGZhi—wei，ZHAOXin，KONGDan—dan(SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300401，China)Abstract：Inthispaper，firstlyproposesanewkindofreinforced

3、concretefour·wayribhollowflor，forthestudyofmechanicalpropertiesofthenewflor，four-wayribhoUowfloor，two—wayribhollowfloorandsolidfloorsupportedbyfourcomercolumnsaretakenasrationalfiniteelementmodelsbyAN-SYS，comparativeanalysisoftheirdeflection，maximumstressanddis

4、tributionpatemarepresentedindetailusingthreekindsofcalculationschemes．Studyresultsshowthatthenewreinforcedconcretefour·possessribhollowfloorwithsuperiormechanicalproperties．Keywords：four-wayribhollowfloor；finiteelementanalysis；comercolumnssupports在分析研究现有楼板优缺点的基

5、础上，提出一种具有同网格划分的实心块体填充起来。计算时，假定三种楼板四向肋的空心楼板，该新型楼板是将八块三棱柱空腔内模中，钢筋与混凝土之间均粘接牢固，没有相对滑移，故采用拼合成一个具有“米”形的基本体，然后由这种基本体纵横整体式计算模型进行有限元分析计算¨l3]，并把单元视为连重复排列，构成各种不同的跨度，最后经现场浇筑混凝土，续均匀材料，不计内模质量，假定内模对混凝土没有约束作形成肋及空腔的空心楼板，图1给出其结构示意图。用。不考虑材料的弹塑性。本文使用大型通用有限元分析软件ANSYS，在四角固1．2有限元模型几何

6、物理参数支的条件下，分别对四向肋空心板(简称四向板)、两向肋空四向肋空心板：平面尺寸为5700mm×5700mm(包括端心板(简称两向板)、实心板在三种荷载工况下的受力性能部实心暗梁)，板厚240mm。其中板平面尺寸为4800mm×进行有限元计算，对比分析了三种楼板的挠度、应力大小和4800mm，肋高185mm，肋宽100mm，顶板厚55mm；暗梁截面分布规律，得出了有益的结论。尺寸450mm×240mm，见图2。两向肋空心板：平面尺寸、板厚、顶板厚、肋高、肋宽及三棱暗梁皆同四向肋空心板，只是少了两向斜肋。实心板：平

7、面尺寸同上，板厚240ram。模型材料参数：单元类型为solid45(空间八节点等参单元)；弹性模量E=E=E=2．8×10N／mm；泊松比=0．2。为了后文叙述、列表、图示方便，在此统一约定板面为—z面，板的厚度方向为，，向，见图3。图I四向肋空心板1．3荷载工况1楼板有限元模型的建立为了有效地分析新型楼板的各项力学性能，对有限元1．1计算假定模型施加荷载时，本文采用三种工况进行讨论，其中工况进行有限元分析时，三种楼板的网格划分相同，只是两一、工况二假定板在自重影响变形稳定后施加荷载，因此结向板比四向板少了斜肋，实

8、心板在四向板的空心部分用相果不包括自重在内。张志伟等：新型钢筋混凝土空心楼板有限元分析49表1实心板挠度对比表中挠度的解析解是参照文献[5]提供的查表法求得，求解过程如下：5700(a)四向板平面尺寸=33．6查表得，挠度系数，=0．00406，故挠度：血而面1v,74W=ql4／B=0．00406×=0．383mm。JJ．g(b)Q—Q截面尺