新型大跨型钢筋混凝土组合空心楼板研究

论文摘要

现浇钢筋混凝土空心楼板自重轻、板底平整、保温隔声效果好,在跨度较大的多高层建筑中现已得到应用;而钢骨混凝土组合扁梁楼板则具有结构高度低、承载力大、刚度高、延性性能好的特点。本文对上述两种楼板形式进行有机组合,提出一种双向受力的新型型钢混凝土组合空心楼板体系。 本文首先给出这种楼板的形式特点和构造要求;并依据虚功原理,通过有限元方法,分析型钢对楼板弹性刚度的增强作用,推导弹性刚度的实用计算公式,以便于按弹性薄板理论对其做受力分析;另外建立四边简支均布荷载条件下的楼板有限元计算模型,采用三维非线性有限元方法分析其弹塑性阶段的受力性能;论文还按照钢骨混凝土梁的计算方法求解楼板单位宽度的正截面极限弯矩,在此基础上应用钢筋混凝土板的塑性铰线理论求解这种新型楼板的极限荷载。 为方便按照规范计算其挠度,抽取一个区格宽度的板带,利用非线性有限元方法分析混凝土开裂后板带短期刚度的变化规律;同时以四边简支条件下承受均布面荷载的楼板为例,分析其荷载位移变化关系,在参数分析的基础上给出挠度计算的简化公式。 分析结果指出这种新型楼板能有效提供较高的承载能力和刚度,可适用于大柱网、大开间建筑。本文的结构性能分析和设计计算方面的探讨,将有助于这种新型楼板的继续研究和应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 当前对大跨度楼板结构截面形式的研究应用概况
• 1.2.1 井字梁楼板
• 1.2.2 密肋楼板
• 1.2.3 现浇空心楼板
• 1.3 当前对大跨度组合结构楼板设计方案的研究和探索
• 1.4 本文所提出的楼板结构体系方案
• 1.5 本文主要研究工作
• 第二章 型钢混凝土组合空心楼板的结构构造
• 2.1 型钢混凝土组合空心楼板的构造基本形式
• 2.2 型钢混凝土组合空心楼板所用内模
• 2.3 型钢混凝土组合空心楼板所用型钢
• 2.4 型钢混凝土组合空心楼板的构造设计建议
• 2.5 本章小结
• 第三章 型钢混凝土组合空心楼板的弹性分析
• 3.1 前言
• 3.2 型钢混凝土组合空心楼板的平衡微分方程
• 3.3 型钢混凝土组合空心楼板弹性刚度分析
• 3.3.1 弹性刚度的计算方法
• 3.3.2 有限元法求弹性刚度的拟合公式
• 3.4 算例分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 型钢混凝土组合空心楼板非线性有限元分析
• 4.1 前言
• 4.2 有限元非线性分析理论概述
• 4.2.1 钢筋混凝土结构单元模型
• 4.2.2 材料的本构关系
• 4.2.3 混凝土裂缝处理方式
• 4.2.4 混凝土多参数破坏准则
• 4.2.5 混凝土结构有限元非线性方程组
• 4.3 楼板有限元建模
• 4.3.1 有限元模型单元网格划分
• 4.3.2 约束条件、加载和计算收敛方案
• 4.3.3 楼板有限元计算结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 型钢混凝土组合空心楼板极限承载力计算
• 5.1 前言
• 5.2 塑性铰线理论分析法
• 5.3 塑性铰截面承担极限弯矩值的计算方法
• 5.4 塑性铰线理论计算结果分析和讨论
• 5.5 简支竖向均布荷载下楼板的极限荷载参数分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 型钢混凝土组合空心楼板的挠度和裂缝计算
• 6.1 前言
• 6.2 型钢混凝土组合空心楼板的挠度计算
• 6.2.1 挠度的现有计算方法
• 6.2.2 型钢混凝土组合空心楼板使用阶段刚度
• 6.2.3 简支竖向均布荷载下楼板的挠度参数分析
• 6.3 型钢混凝土组合空心楼板的裂缝计算
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）