不同跨度下三种楼盖结构性能非线性分析.pdf

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1、经验交流不同跨度下三种楼盖结构性能非线性分析马前亮赵方冉（中国民航大学机场学院，天津300300）摘要：预应力空心混凝土结构、型钢-混凝土组合结构和型钢结构通常使用在大跨度楼盖结构中，为了研究这三种结构形式的双向楼盖在不同跨度下的适应性，通过有限元软件ABAQUS对三种楼盖进行静力非线性分析，对比分析在满足承载能力极限状态下三种楼盖结构在不同跨度下的结构力学性能，研究结果表明，在跨度达到30m时，预应力空心混凝土结构楼盖已不再适用，型钢组合结构楼盖性能优良。关键词：预应力空心结构；组合结构；型钢结构；损

2、伤塑性模型；弹塑性模型；线弹性模型；静力分析中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1674―3024（2015）12―147―02引言型钢结构楼盖三种结构方案。假定预应力空心双向楼盖为四边固支边支撑，箱模尺寸为1m×1m×h，肋梁宽为250mm，上下板飞机库、体育馆、会议展览中心等楼盖跨度越来越大，通厚为100mm；型钢-组合楼盖结构与型钢结构楼盖亦为四边固支常采用预应力混凝土空心结构、型钢-混凝土组合结构和型钢结边支撑，现浇混凝土板厚与预制混凝土板厚相同，型钢间隔构来满足大跨度楼盖结构的功能需

3、求。目前对于这种新型的预2.5m布置，翼缘和腹板厚均为16mm，腹板高厚比均小于80，应力混凝土空心楼盖和型钢组合楼盖与型钢结构楼盖分析对比不需计算整体稳定，翼缘自由外伸长度与其厚度比小于13，可的研究较少，通过有限元软件ABAQUS对三种楼盖结构进行静力以不用计算局部稳定。非线性分析，对比分析其在不同跨度下的结构力学性能，以期预应力空心楼盖结构和型钢-混凝土组合楼盖赏面装饰面得到在不同跨度下选择合理的楼盖结构形式。2层采用硬木地板，按恒载0.2kN/m考虑，办公居住活荷载取2.0221大跨度楼盖结构简

4、介kN/m，并附加可移动隔墙活荷载1.1kN/m（隔墙采用C型轻钢龙骨隔墙和贴瓷砖墙面，按3m层高考虑）；型钢结构楼盖上工程结构形式在向高度﹑深度和跨度三个维度的发展从未面的预制楼板自重按120mm厚钢筋混凝土板考虑，预制板上部停止过，从结构高度为596.5m的中国结构第一高楼天津高银装饰地板和活荷载同预应力空心楼盖和型钢-混凝土组合楼盖117大厦到深达36m的上海北外滩星港国际中心地下空间工程，结构。再到净跨度达350.8m的Ameco北京A380飞机维修机库，无不3ABAQUS有限元结构性能分析体现

5、了工程技术的进步。下面重点介绍预应力空心楼盖结构、型钢-混凝土组合结构文中采用有限元软件ABAQUS对预应力空心楼盖﹑型钢-混楼盖和型钢结构楼盖。凝土组合楼盖和型钢楼盖建立有限元模型，在满足承载能力极1.1预应力空心楼盖结构限状态下，分别对在20m×20m﹑25m×25m﹑30m×30m等三种不现浇预应力空心楼盖结构是预应力技术和空心技术相结合同跨度下的楼盖进行了结构力学性能对比分析。的一种新型结构，具有空间布置灵活，自重轻，地震效应小，3.1建立有限元模型刚度大，挠度小，管线布置灵活，防火绝隔音热性能

6、好；能降对于预应力空心楼盖结构采用实体力筋法建模，采用降温低结构高度，增加结构层数和净空，降低基础造价和提高抗震法施加预应力作用。型钢-混凝土组合结构通常采用壳-实体模性能，具有显著的经济效益和社会效益，是大跨度结构优先选型、梁-壳模型和纤维梁模型，文中采用壳-实体模型建立型钢-择的结构形式之一。混凝土组合结构。该结构界面关系是一个复杂高度非线性的接1.2型钢-混凝土组合楼盖结构触问题,由于完全抗剪与部分抗剪对结构整体性能影响不大，接目前国内外工程界对组合结构的表述是：将不同材料按最触问题处理为完全耦合

7、问题,耦合钢梁与混凝土连接处的自由佳的集合构造布置，使每种材料因其所在的特定位置而发挥各度,不考虑二者之间的粘结滑移,根据试验和有限元分析,考虑自的特点就是组合结构。两者滑移时挠度仅是不考虑滑移时挠度的1.2倍左右。组合结构包括型钢-混凝土组合楼盖，压型钢板-混凝土组3.2结构静力分析合板，型钢混凝土柱(SRC)，钢管混凝土柱(CFT)等。通过ABAQUS对预应力空心楼盖结构，型钢-组合楼盖结构1.3钢结构楼盖和型钢结构楼盖进行静力非线性分析计算，其承载能力极限状钢结构由于其材料具有轻质高强的良好性能，

8、在候机厅、态下的应力的基本组合和正常使用极限状态下的标准组合值体育馆、等大跨度建筑中应用较多，比如北京奥运会主体育场从数据分析得知，对空心楼盖施加预应力作用，能够减少(内部混凝土看台，外部主体大跨钢结构框架)，北京国家游泳楼盖竖向挠度变形，但当跨度达到30m时，在满足承载能力极中心。然而，钢结构在防火防锈方面相对于混凝土结构来说略限状态下，即使预应力钢绞线应力达到1517Mpa时，楼盖的变显不足，同时，随着楼盖的跨度增大，其竖向自振频率将会