石膏空腔模在工程中的应用研究

论文摘要

作为一种新型楼盖结构,石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖的理论和设计计算方法还很不成熟。本文对石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖进行了较为全面的研究:1、研究了石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖内力分析方法,提出了采用拟梁法计算石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖的结构简化方法,并依据有限元分析结果提出了利用刚度贡献系数计算结构刚度的方法,使得拟梁法计算该种楼盖结构更为简便易行。2、采用现行通用有限元结构分析软件ANSYS,分别计算了考虑石膏模盒的有限元模型和相应的交叉梁系有限元模型,通过对变形、内力的对比分析得出石膏模盒的刚度贡献情况,并把有限元计算结果与文献[14]试验结果对比,吻合的较好。3、将塑性铰线理论求极限荷载应用于石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖的极限荷载计算中来,并考虑薄膜效应对空心楼盖极限荷载的影响提出计算方法。通过对比考虑薄膜效应和不考虑薄膜效应计算极限承载力,了解了薄膜效应对空心楼该极限承载力的贡献。4、分析了石膏空腔模空心楼盖柱边抗冲切情况,并根据浙江大学的试验结果假定空心楼盖柱边抗冲切破坏模式,并据此推导空心楼盖柱边抗冲切承载力公式。5、深入研究了应用PKPM计算石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖的结构简化方法,建议了直接设计法与PKPM拟梁法相结合的实用设计方法。并把该方法的计算结果同有限元计算结果对比分析,确定该方法的可行性。6、对比分析不同楼盖参数对石膏空腔模混凝土现浇空心楼盖的变形性能的影响,并建议了各个参数的合理取值范围。7、通过对比分析普通肋梁楼盖、井字楼盖和石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖的混凝土、钢筋工程量,直观说明石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖是十分经济的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 空心楼盖结构体系国内外发展简述
• 1.2.1 国外空心楼盖结构研究简述
• 1.2.2 国内空心楼盖结构研究简述
• 1.2.3 国内外空心楼盖结构理论研究简述
• 1.3 本文的研究意义
• 1.4 本文研究的内容
• 第二章 石膏空腔模空心楼盖内力分析
• 2.1 引言
• 2.2 石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖结构计算方法探讨
• 2.2.1 拟板法
• 2.2.2 拟梁法
• 2.2.3 石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖刚度计算研究
• 2.3 内力的计算方法研究
• 2.3.1 解析法
• 2.3.2 查表法
• 2.3.3 交叉梁系法
• 2.4 小结
• 第三章 石膏空腔模现浇钢筋混凝土空心楼盖有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 ANSYS有限元模型
• 3.2.2 单元选取及ANSYS材料模型
• 3.2.3 网格划分
• 3.3 计算结果分析
• 3.3.1 ANSYS计算结果及分析
• 3.3.2 ANSYS计算结果与试验结果对比分析
• 3.4 石膏空腔模刚度贡献分析
• 3.5 小结
• 第四章 石膏空腔模现浇钢筋混凝土空心楼盖极限分析研究
• 4.1 引言
• 4.2 塑性铰、塑性铰线的概念
• 4.3 塑性铰线法计算板极限荷载的原理简述
• 4.3.1 塑性铰线法的基本原理
• 4.3.2 破坏机构模式、基本假定和极值定理
• 4.3.3 空心楼盖平衡方程推导
• 4.3.4 屈服准则
• 4.3.5 空心楼盖塑性铰线截面上的应力分布
• 4.4 石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖破坏机构的确定方法
• 4.4.1 基本假设
• 4.4.2 确定破坏机构的基本原则
• 4.5 运用能量法求解极限荷载
• 4.5.1 塑性铰线的选取
• 4.6 考虑薄膜效应影响的板极限承载力计算方法
• 4.6.1 薄膜效应原理简述
• 4.6.2 考虑薄膜效应的塑性铰线法
• 4.6.3 双向空心板考虑薄膜效应
• 4.7 计算对比分析
• 4.7.1 不考虑薄膜效应的塑性铰线法计算极限承载力
• 4.7.2 考虑薄膜效应的塑性铰线法计算极限承载力
• 4.8 小结
• 第五章 板柱节点抗冲切研究
• 5.1 引言
• 5.2 板柱节点受力性能影响因素分析
• 5.3 板柱节点破坏类型
• 5.4 中外规范关于抗冲切计算的规定和说明
• 5.4.1 我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的规定
• 5.4.2 美国混凝土规范ACI 318-02的规定
• 5.5 各国规范对临界截面位置的规定
• 5.6 石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖抗冲切承载力公式推导
• 5.6.1 夹心层剪应力计算
• 5.6.2 临界截面确定
• 5.6.3 剪应力计算
• 5.6.4 石膏空腔模板柱节点承载力公式
• 5.7 计算对比分析
• 5.8 小结
• 第六章 实用设计方法探讨
• 6.1 引言
• 6.2 结构计算简化方法研究
• 6.3 本文提出的设计方法论述
• 6.4 计算对比分析
• 6.4.1 模型的建立
• 6.4.2 计算分析以及结果对比
• 6.5 小结
• 第七章 楼板参数对楼盖变形性能的影响分析
• 7.1 引言
• 7.2 厚跨比对楼盖变形的影响
• 7.3 肋间距对楼盖变形的影响
• 7.4 边梁尺寸对楼盖变形的影响
• 7.5 面板厚对楼盖变形的影响
• 7.6 肋宽对楼盖变形的影响
• 7.7 小结
• 第八章 技术经济性分析
• 8.1 引言
• 8.2 石膏空腔模现浇混凝土空心楼盖计算
• 8.3 普通肋梁楼盖计算
• 8.4 井字楼盖计算
• 8.5 三种楼盖结构工程量对比分析
• 8.6 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的科研论文