框架结构中现浇板对框架梁抗弯及抗扭刚度的影响研究

论文摘要

钢筋混凝土现浇梁板体系是目前使用最多、适用范围最广泛的一种楼盖形式,它的安全性和经济性对建筑物有着重大的影响。整浇楼盖体系中,梁与板是相互作用、不可分割的的整体,共同承受荷载并协调变形。但在实际工程中,对荷载作用下的整浇混凝土梁板楼盖体系的分析与设计,采用的却是梁、板分离的设计方法。在对板进行设计时,一般将梁作为板的竖向不动铰支座来考虑。板对梁的作用通常只通过引入梁刚度增大系数、梁扭矩折减系数等来反映,而板的内力另外单独计算。本文运用目前常用的有限元软件ETABS,从最基本的楼盖单元入手,分析整浇楼盖体系中现浇板对梁抗弯刚度的影响作用受到哪些因素的左右,并逐步丰富模型深化研究。系统地分析出控制现浇板对梁抗弯刚度影响效应的根本原因是梁板相对刚度,而梁板相对刚度又受到材料的弹性模量、构件跨度和截面尺寸以及次梁布置的影响,但其中最重要的影响因素是楼盖平面布置形式,具体而言即该梁跨所处位置及其左右两侧梁跨所处位置。最终将井式楼盖体系和肋梁楼盖体系各类框架梁刚度调整系数绘制成表格,做了相应的工程实例验证了其可行性。本文还建立对比模型,对梁的扭矩折减系数进行了研究,研究表明由于现浇板对梁抗扭刚度的帮助,模型中框架梁的扭矩被折减约50%,因此无论结构形式,扭矩折减系数最小取0.4的做法并不合适,建议针对不同的结构形式,应采用不同的扭矩折减系数。分析完善了现浇楼盖体系中梁的设计方法,即消除了安全隐患,又节约材料,使得现浇梁板体系楼盖的设计更安全、合理和经济,从而提高整个建筑物的性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 本文的研究工作及方法
• 1.4.1 本文的研究工作
• 1.4.2 本文的研究方法
• 2 工程结构中的刚度理论
• 2.1 刚度理论与楼盖体系的计算力学模型
• 2.2 刚度理论在楼盖设计过程中的运用
• 2.3 刚度理论与楼盖体系的计算
• 2.3.1 单向板和双向板
• 2.3.2 板的边界条件
• 2.3.3 主梁与次梁
• 2.3.4 楼（屋）盖平面内和平面外刚度
• 3 竖向荷载作用下板对框架梁刚度的影响分析
• 3.1 板对框架梁抗弯刚度的影响分析
• 3.1.1 分析前的准备工作
• 3.1.2 井式楼盖单元和肋梁楼盖单元
• 3.1.3 双跨井式楼盖体系与双跨肋梁楼盖梁体系
• 3.1.4 第一类结构形式变化
• 3.1.5 第二类结构形式变化
• 3.1.6 小结
• 3.1.7 梁刚度调整系数工程运用的问题
• 3.2 板对框架梁抗扭刚度的影响分析
• 3.2.1 研究的背景
• 3.2.2 模型的建立
• 3.2.3 井式楼盖体系
• 3.2.4 结论与建议
• 3.3 板对次梁端弯矩的影响分析
• 4 水平荷载作用下板对框架梁刚度的影响分析
• 4.1 模型的建立
• 4.2 竖向荷载与水平荷载作用下框架的变形特点
• 4.3 分析楼层的选择
• 4.4 多跨井式楼盖体系和多跨肋梁楼盖体系
• 4.5 结论与建议
• 4.5.1 结论
• 4.5.2 建议
• 5 工程实例
• 5.1 工程实例验证的必要性
• 5.2 工程简介
• 5.3 框架梁刚度调整系数的验证
• 5.4 框架梁扭矩折减系数的验证
• 5.5 结论及建议
• 5.5.1 结论
• 5.5.2 建议
• 6 结论与建议
• 6.1 梁刚度调整系数的研究结论
• 6.1.1 竖向荷载作用下梁刚度调整系数
• 6.1.2 水平荷载作用下梁刚度调整系数
• 6.2 梁扭矩折减系数的研究结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录