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《竖向荷载作用下密肋楼板的变形计算_安海玉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第5期建筑结构2001年5月竖向荷载作用下密肋楼板的变形计算安海玉凌光容(天津大学建筑设计研究院300072)[提要]考虑密肋板双向受力的相关性和钢筋混凝土的非线性特性,采用刚度等效的正交各向异性板单元模型求解密肋板在竖向荷载下的变形,编制了程序WAF;并用试验结果验证其正确性,证明这一方法准确易行,适于工程应用。[关键词]密肋板板单元开裂弯矩屈服刚度Consideredrelativityoftwo-wayandnonlinearbehaviorofreinforedconcrete,analyticalmethodfortheort
2、hotropicrigiditiesofwaffleslabunderverticalloadsispresented.Softwarenamed/WAF0isprogrammed.Theexperimentalresultsverifytheproposedanalyticalmethod.Themethodisvalidforengineering.Keywords:waffleslab;slabelement;bendingmoment;cracking;yieldstiffness一、前言2.有限元分析双向密肋楼盖是适用于工业民用建筑较
3、大跨度楼取密肋板四个相邻区格的中点为等代板单元的四盖的理想结构形式之一。弹性分析方法对于承载力设个角点,如图1。设板单元节点竖向位移为w,则板单计是可行的,由于钢筋混凝土材料的非线性特性及刚元由弹性刚度矩阵[D]表达的内力位移关系式为:度-内力的相互影响,导致求解密肋板的挠度较复杂。MxDxD1052w/5x2目前已有的挠度计算方法有的具有较高精度,但用于My=D2Dy052w/5y2[1]工程实践工作量较大,不适于设计人员应用,有的方Mxy00Dxy-252w/5x5y[2]法简单但与实际结果偏差较大。本文用ACI提出的=[D]{D}(1)受
4、弯构件刚度计算公式,并考虑双向受力的相关性,建式中:Mx,My,Mxy分别为板单元中任一微元体上的立了密肋板刚度计算方法,据此编制了有限元分析程x,y向弯矩和扭矩;Dx,Dy分别为板单元x,y向的抗序。用此程序按双向密肋板区格划分单元,对密肋板弯刚度;Dxy为板单元抗扭刚度;D1,D2分别为一个方在竖向荷载下的变形特性进行了分析,并与两组试验向的横向变形在正交的另一方向上产生的抗弯刚度。[1,4]结果进行对比分析,得到了满意的结果。二、变形计算方法整体肋形楼盖中,楼板与肋梁是共同工作的,参与工作的楼板宽度与楼板厚度t有关,若肋间距a足够小(a[
5、b+12t,其中b为肋宽)时,则楼板全部参与工作。密肋楼板即是这类肋梁间距较密的整体肋形楼盖,因而可利用有关的平板理论求解密肋板问题。1.基本假定(1)密肋板的肋足够密以至于可以用一个等效的平板代替。图1(2)密肋板的中性面位置在两个正交的方向互不可见求解板单元变形的关键在于确定弹性矩阵相关,各自按照相应的截面特性确定。[D]的各元素。因此,只要按照密肋板的特点求出矩(3)密肋板的翼缘部分受力两向相关,肋部分两向阵[D],密肋板的变形即可象平板一样解出。不相关。3.密肋板单元刚度的计算(4)两个方向的钢筋受力互不相关。如图1为典型的密肋板单元,
6、ax,ay为x,y两向(5)密肋板符合平板的基本假定,忽略板的剪切变T形梁翼缘宽度(肋间距),假设翼缘内钢筋Acs重心位形。11于翼缘中部,密肋钢筋屈服后,假设其切线刚度为零,则割线刚度为板单元两个方向的B=MyBy/M(5)刚度可等效地按受式中,My为等效T形梁的屈服弯矩。力相关的两个T则可得开裂后密肋板单元各刚度元素形截面梁计算,TDxÒ=BxÒ/ax形梁的内力-位移DyÒ=ByÒ/ay关系可以简化地取D1=LDxc(6)[3]三折线形式,如D2=LDyc图2,其中$为TDxyÒ=ADxÒDyÒ形梁的变形,$cr,图2式中,A为抗扭刚度系数
7、,可按照弹性阶段的抗弯、抗$y分别为T形梁扭刚度相对关系确定,A=DxyÑ/DxÑDyÑ。开裂时的变形和截面纵筋屈服时的变形。折线上任一对于指定的密肋板截面,确定单元刚度元素的关点与点O连线的斜率(割线斜率)表示在与该点对应键在于等效T形梁的屈服刚度By和截面开裂弯矩的内力水平时构件的刚度(事实上在bc段当荷载继续Mcr的计算,由于混凝土在不同应力组合下工作性能的增加时,截面受压区减小,内力增大,M/Mcr值仍会有不同,因此随两向受力的不同,By,Mcr也会有所不同。所增长)。忽略平面外的压力,密肋板的翼板可看作是平面应力(1)截面开裂前的刚度
8、状态,当翼板双向受压时,应考虑两向内力的相互影开裂前等效T形梁的刚度可按下述换算截面的通响;当双向受拉或一向受压另一方向受拉且已开裂时,式计算22则不
