钢-混凝土深肋组合扁梁楼盖空间作用研究

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1、第26卷第1期华中科技大学学报(城市科学版)V01．26No．12009年3月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Mar．20O9钢一混凝土深肋组合扁梁楼盖空间作用研究杨璐，王元清，石永久(清华大学a．土木工程系；b．结构工程与振动教育部重点实验室，北京100084)摘要：本文建立钢一混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体有限元模型，对组合扁梁楼盖在水平荷载作用下的承载性能、变形特点进行了分析；采用刚度比参数和相对挠度比等方法对组合扁梁楼盖的空间作用进行了分析。研究表明，钢．混凝土组合扁梁楼盖具有较大的水平刚度，满足水平刚度无限大的假定。

2、本文最后提出了考虑混凝土肋及其布置方向的组合扁梁楼盖刚度比的计算方法。关键词：组合扁梁楼盖；空间作用；相对挠度比；刚度比；有限元分析中图分类号：TU398．9文献标识码：A文章编号：1672-7037(2009)O1-0070-05大多是针对竖向荷载作1概述用，但我国处于环太平洋地震带和欧亚地震组合楼盖按楼板搁置在钢梁上的位置不同可带之间，是一个地震活动以分为两种：T型组合楼盖和组合扁梁楼盖。前较多而且强烈的地区，若在我国推广组合扁梁楼图2深肋组合扁梁楼盖者是将混凝土板搁置在钢梁的上翼缘，而后者将其搁置在钢梁的下翼缘。在组合楼盖的设计计算盖，必须对其在水

3、平荷载作用下的承载性能及抗中，考虑一定范围内的混凝土板参与梁的受力，该震性能进行抗侧力研究分析。在抗侧力研究时，范围内的混凝土板和钢梁构成了组合梁，对应于如果楼盖的空间作用满足一定要求¨，则可以采这两种组合楼盖的组合梁分别为T型组合梁和用刚性楼盖假设简化设计计算过程。组合扁梁，如图1所示。本文采用刚度比以及相对挠度比等参数方法对深肋钢一混凝土组合扁梁楼盖的空间作用、肋及一其布置方向对空间作用的影响进行了分析并建议提出了评价组合扁梁空间作用的相关方法。(a)T型组合梁(b)组合扁梁2楼盖空间作用图1组合梁类型钢一混凝土组合扁梁楼盖最早于上世纪80年对于组合

4、扁梁楼盖在水平荷载作用下结构空代出现在欧洲北部的Scandinavia半岛地区。近间整体受力性能，目前的评价方法主要有刚度比年来，这种楼盖在北欧和英国得到广泛应用n]。参数以及相对挠度比等。该楼盖的应用主要有叠合板组合扁梁、深肋组合2．1相对水平挠度扁梁、拱形组合扁梁等三种形式，其中较常用的形我国现行规范规定L1：结构抗震分析时，应式为深肋组合扁梁楼盖，如图2所示。按照楼、屋盖在平面内变形情况确定为刚性、半刚采用组合扁梁楼盖，一是可以有效地增加建性和柔性的横隔板，再按抗侧力系统的布置确定筑净空，最大程度降低结构的层高；二是较好改善抗侧力构件问的共同工作并

5、进行各构件间的地震钢梁的防火性能l3j。内力分析。然而对于楼盖具备了怎样的水平刚度目前，国内外对组合扁梁及楼盖结构的研究才能假定为刚度无限大的问题，国外相关资料认收稿日期：2008-05-23修回日期：2008-07-09作者简介：杨璐(t982一)，男，湖北宜昌人，博士研究生，研究方向为钢结构以及组合结构，lyangO0@mails．tsinghua．edu．cn。基金项目：国家自然科学基金(50578083)。第1期杨璐等：钢一混凝土深肋组合扁梁楼盖空间作用研究·7l·为若其在水平地震荷载作用下相对水平挠度小于内力的影响将迅速增大。L／50000(L

6、为楼板垂直荷载方向的宽度)则视为2．3建议深肋组合扁梁刚度比计算方法楼盖水平刚度无限大，而我国相关资料认为将楼对于深肋组合扁梁楼盖，由于其具有的混凝盖视为简支深梁，若其相对水平挠度小于L／12000土肋较多，而且对楼板水平刚度存在一定的贡献。则可视为楼盖水平刚度无限大L1¨。在计算楼盖刚度比系数时应考虑肋的影响，则2．2刚度比参数(5)式改写成如下形式：．刚度比尺；的概念最初由Hassan等人提出并当肋布置与荷载方向垂直时用于评估钢筋混凝土结构中楼板的面内变形对结+∑(，s+∑(+构内力分布的影响引，其定义如下：(6)Ri：1f孚)‘(1)1)＼，当肋布

7、置与荷载方向平行时(此时相当于一式中，，为楼板垂直荷载作用方向截面的惯性矩；根承受均布荷载的变截面梁)，。为结构底层所有柱及剪力墙形成的截面惯性，eq：∑(，+A；)+，。(7)矩；为结构高度；￡为混凝土楼板垂直荷载方向式中，，分别表示混凝土肋的截面面积与其截的尺寸。，可以按照下式计算：面惯性矩；表示钢梁截面形心到混凝土弹性中，s：+∑Ab(2)和轴的距离表示板肋中心到混凝土板中心轴的距离；为将带肋混凝土板视为变截面梁可以式中，t表示楼板厚度，日表示楼板沿荷载作用方根据肋的具体尺寸在均布荷载作用下按照结构力向的尺寸，A表示板肋或梁截面的面积，表示板学方法

8、根据跨中挠度相等的原则确定。肋或梁截面中心到混凝土板中心轴的距离。对于钢一混凝土