现浇钢筋混凝土密肋空腔楼盖力学性能与计算方法

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1、第26卷第4期华中科技大学学报(城市科学版)V01．26No．42009年l2月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Dec．2oo9现浇钢筋混凝土密肋空腔楼盖力学性能与计算方法王兴肖，李保德，李晶晶(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430070)摘要：现浇钢筋混凝土密肋空腔楼盖DCKJ是由现浇密肋梁与预制混凝土空腔构件DCKQ组合而成，适用于大跨度结构的一种新型楼盖体系。本文通过竖向均布荷载作用下3X2空腔构件的楼盖模型试验，研究了现浇密肋粱、空腔构件间协同作用机理，得出了试件的破坏机理、力学性能。通过对试件

2、的有限元计算，分析了空腔构件对试件刚度的影响，研究了拟梁法、查表法和有限元等多种计算方法计算该楼盖的合理性，提出了合理简化设计方法，理论计算结果与试验结果基本一致。研究成果可为该楼盖体系的设计、应用和研究提供参考。关键词：空腔构件；密肋梁；刚度；有限元中图分类号：TU375．2文献标识码：A文章编号：1672-7037(2009)04-0076-04现浇混凝土密肋空腔楼盖DCKJ(简称密肋构件为顶面600mm×600mill，下底面580mm×空腔楼盖)的主要特征是将预制好的空腔构件580nlm，高300mm的倒梯形截面，上下底板厚为DCK

3、Q(简称空腔构件，如图1)镶嵌在纵横密肋梁40mlTl，四周侧板厚为10IBm，四角简支。之间进行整体现浇，倒梯形断面的空腔构件与梯3形断面的密肋梁形成契合且等高，无需再现浇混凝土板，是一种无现浇板式暗密肋钢筋混凝土新UU型楼盖体系。它具有结构自重轻，整体性能好；楼盖刚度大，变形小，抗震性能好；保温隔热、隔音效口r_]2果良好；综合造价低等优点。本文根据3X2密肋l空腔楼盖模型的试验结果和有限元计算结果，进i00【o0[。。【。Lal。。【z77310077z行理论分析，提出了该结构的简化设计方法，为其设计与应用提供依据。(注：图中中为百分

4、表，一为应变片)图23×2试件模型及测点布置图1空腔构件示意图3a—a剖面1．2试验方法1试验测点布置如图2—4。其中，1～2测点测量楼盖挠度，3～8测点测量钢筋应变，9～I1测点测量1．1试验模型混凝土应变。采用堆积荷载方法在空腔构件和密本次试验制作一个密肋空腔楼盖，试验模型肋梁上施加竖向荷载(图5)。第一级荷载和加载如图2所示，密肋梁截面大小、配筋如图3。空腔步长均为10kN，每级荷载持荷10min采集数据。收稿日期：2009-07—10作者简介：王兴肖(1984-)，男，河南登封人，硕士研究生，研究方向为结构理论与计算方法，wangx

5、ingxiao1017@163．COITI。第4期王兴肖等：现浇钢筋混凝土密肋空腔楼盖力学性能与计算方法·77·1．3．2变形买测结果试件在70kN时位移达0．4mm，加载至200kN时位移为1O．53mm，基本是规范中规定的限值(1／200～1／250)。继续加载，位移没有剧增，I二二l1)I表明试件的内力和应力进行了重分布，结构受力⑥均衡，整体性能突出。若承载力取70kN，相当于均布荷载21kN／m，超过规范中一般民用建筑图4百分表及应变片布置图5f试验加载各类别的荷载取值，表明结构的刚度较大，能满足1．3试验结果一般情况下结构承载力，

6、且仍有较大的富裕，可在1．3．1破坏特征密肋空腔楼盖的设计方面做进一步改善，以尽可当荷载加至70kN时，在A轴与②③轴肋梁能做到经济。交接处，A轴的底面和侧面出现裂缝(图6)。但1．3．3应变实测结果随荷载增加，变形并未因开裂而迅速增大，裂缝的密肋梁钢筋应变结果表明，试件在70kN时数量、宽度也并未迅速增多和增大。加至100kN开裂，钢筋没有立即出现明显拐点，而是滞后了1时，在A轴肋梁的跨中和B轴肋梁侧面下部出现级加载。随着荷载增长，开裂截面处钢筋应变迅裂缝，空腔构件底板与②轴肋梁的结合面附近出速增加，内力和刚度进行调整，内力重新分布。现平

7、行于②轴的裂缝(图7)。荷载进一步加至160kN时实测应变为2230I．ZS，钢筋屈服，与文献200kN时，裂缝布满整个纵向肋梁(图8)，而空[2]中钢筋屈服点的取值(0．2％)一致。腔构件并未破坏，试件整体性能良好。混凝土测点应变结果表明，试件初裂时，混凝土应变在70～80kN出现了明显拐点，试件进人弹塑性阶段，部分混凝土逐渐退出工作，钢筋受力明显。此后的加载中，应变迅速增加，变化较荷载快。钢筋屈服时，混凝土应变变化进～步加大。2空腔楼盖计算方法2．1拟梁法拟梁法是将密肋空腔楼盖离散成由交叉梁系图6纵向密肋梁裂缝组成的楼盖，密肋梁的抗弯刚

8、度分别按T形、I形(考虑空腔构件作用)和矩形梁(不考虑空腔构件的作用)计算，T形梁和I形梁的有效翼缘板宽度取值参照文献[4]，得，。=3．89×10mm，，=3×10mm，矩形截