钢筋混凝土结构中梁和板刚度的合理简化

论文摘要

目前,结构的计算分析工作越来越复杂,面对复杂巨大的计算,对计算软件的计算精度和模型科学合理的简化要求甚高。本文针对建筑结构分析模型计算中的几个关键简化问题进行了探讨分析,对于模型的合理选择单元类型得出一些切实可行的改进方案。论文的主要研究内容如下：1)总结了建筑结构分析模型简化的发展历史与进展,概括归纳了接触到的国内外分析与设计软件的特点、使用领域。在阅读国内外文献后,归纳总结了建筑结构分析模型简化中遇到的一些常见问题,并进行了详细评述。2)楼板对梁刚度的贡献简化计算分析。建立了一系列不同开间、进深、板厚、梁截面的框架模型。采用位移值相等的原则,通过SATWE与SAP2000数值计算结果的对比分析,分析和总结了板厚、梁截面、柱截面等因素对梁刚度放大系数的影响规律。并提出合理考虑楼板对梁刚度的贡献简化计算公式,分析结果表明,其实用性较好。3)框架梁梁扭矩折减系数的合理取值分析。本文使用SAP2000有限元分析软件,壳单元模拟楼板和梁单元来模拟梁柱,建立不同板厚、主次梁截面、开间、进深的框架结构计算模型进行数值计算分析,在考虑板偏心和边梁偏心对梁扭矩折减影响的基础上,得出梁、板偏心影响下梁扭矩折减系数的取值建议,并总结得出影响扭矩折减系数取值的主要因素：板厚,次梁截面,给出梁扭矩折减系数取值的合理性建议。4)论文探讨一种针对结构整体的弯矩调幅计算方法,考虑各梁段刚度变化,通过结构整体有限元分析,实现梁、柱及节点内力平衡的调幅计算。对一些代表性算例计算数值分析结果表明,通过折减梁端刚度,可以实现框架梁的调幅计算,当梁端刚度折减系数取0.4时,与传统意义上调幅系数取0.85的分析结果基本-致。对不同构件的调幅设计提供了适用性、依从性。综合上述,本文针对建筑结构分析模型的合理简化问题进行了研究,提出了可行的改进方法,为推动建筑结构分析中,建立更合理、经济的建筑结构分析模型起到了一定的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 建筑结构分析计算模型的发展
• 1.3 国内外建筑结构分析计算软件介绍
• 1.3.1 国内建筑结构分析计算软件
• 1.3.2 国外建筑结构分析计算软件
• 1.4 论文研究的重要性及意义
• 1.4.1 课题研究的重要性
• 1.4.2 课题研究的意义
• 1.5 论文研究的内容概述
• 1.5.1 楼板对梁刚度的贡献简化计算
• 1.5.2 梁扭矩折减系数的合理取值
• 1.5.3 框架梁梁端弯矩调幅的计算研究
• 第2章 楼板对梁刚度的贡献简化计算
• 2.1 引言
• 2.2 国内外研究现状概述及规范规定
• 2.2.1 国内现状及规范规定
• 2.2.2 国外现状及规范规定
• 2.3 楼板对梁刚度的贡献简化计算算例
• 2.3.1 分析模型的建立和计算
• 2.3.2 数据分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 梁扭矩折减系数的取值研究
• 3.1 引言
• 3.2 国内外框架边梁协调扭转的研究现状
• 3.2.1 零刚度设计方法
• 3.2.2 线弹性设计方法
• 3.2.3 塑性设计方法
• 3.2.4 基于变刚度的协调扭转设计方法
• 3.2.5 我国对边梁协调扭转的工程处理及研究
• 3.3 边梁无偏心结构梁扭矩折减系数计算
• 3.3.1 分析模型
• 3.3.2 板无偏心、刚性楼板假定扭矩计算
• 3.3.3 板无偏心、弹性楼板假定扭矩计算
• 3.3.4 考虑板偏心、弹性楼板相对准确扭矩计算
• 3.4 边梁有偏心结构梁扭矩折减系数计算
• 3.4.1 分析模型
• 3.4.2 板无偏心、刚性楼板假定扭矩计算
• 3.4.3 板无偏心、弹性楼板假定扭矩计算
• 3.4.4 考虑板偏心、弹性楼板相对准确扭矩计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 框架梁梁端弯矩调幅的计算研究
• 4.1 引言
• 4.2 国内外现状及规范规定
• 4.2.1 国外现状及规范规定
• 4.2.2 国内现状及规范规定
• 4.3 算例
• 4.3.1 门式框架
• 4.3.2 三跨刚架
• 4.3.3 简单三维框架
• 4.3.4 3×3三维框架
• 4.3.5 拟合分段梁梁刚度变化对弯矩调幅影响关系式
• 4.4 本章小结
• 4.4.1 整梁刚度系数变化
• 4.4.2 分段梁跨中段和端支座处段梁刚度系数变化
• 第5章 工程实例
• 5.1 工程实例简介
• 5.2 楼板对梁刚度的贡献简化计算验证
• 5.3 梁扭矩折减系数取值的验证
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 楼板对梁刚度的贡献简化计算研究结论
• 6.2 梁扭矩折减系数取值研究结论
• 6.3 梁弯矩调幅的计算研究结论
• 6.4 本论文有待继续研究的问题
• 图表目录
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历与在学期间发表的学术论文