考虑梁板相互作用的现浇混凝土肋梁楼盖静力试验与理论分析

为研究现浇混凝土双向板肋梁楼盖梁板的相互作用,对柱支承混凝土双向板肋梁楼盖中的中区格板和边区格板模型进行了竖向加载试验,观测了这两种区格板模型中板、梁及柱的裂缝发展及破坏过程;分析了梁、板的荷载-挠度曲线以及板、梁和柱的荷载-钢筋应变曲线;采用线弹性理论、塑性理论和等效框架法分别计算了板控制截面的弯矩值并与试验值进行比较。根据试验与分析,对楼盖结构中梁与板的相互作用进行了分析。结果表明：这两种区格板肋梁楼盖模型均发生梁 板破坏模式;按线弹性理论和塑性理论（板破坏模式,不考虑梁板相互作用）所得板控制截面弯矩值与试验值差别较大,而按等效框架法和塑性理论（梁-板破坏模式,考虑梁板相互作用）所得弯矩值与试验值吻合较好。按塑性理论的梁 板破坏模式,分析了这两种区格板楼盖的极限荷载,分析结果与试验结果比较吻合。     

线荷载作用下混凝土双向板的挠度分析

钢筋混凝土双向板在工业与民用建筑中应用十分广泛,随着板的应用跨度日益增大,常常遇到板上作用有集中线荷载的情况,预测板在使用阶段的挠度对指导工程设计具有重要的意义。目前在工程中通常按线弹性薄板小挠度理论计算板的变形值,所得计算结果与实际情况偏差较大。为此,在分析钢筋混凝土双向板的挠度时,有必要考虑材料非线性特性。本文研究了有线荷载作用的混凝土双向板在正常使用阶段的挠度计算方法,着重探讨了四边固支混凝土双向板的抗弯刚度计算。通过简化板在相应边界条件下的位移函数,得到了混凝土双向板的挠度计算公式,并与ANSYS软件计算结果进行了比较。最后对双向板挠度的影响因素进行了分析。     

边支承双向板与柱支承双向板的界定条件

建立了考虑板、梁、柱协同工作的楼盖结构三维有限元分析模型;对具有不同梁板刚度比、板区格跨度比的31个现浇混凝土楼盖结构模型进行了弹性有限元分析,同时用弹性薄板理论计算了这些楼盖结构模型中板的内力和挠度;将两种方法的计算结果进行比较,研究了梁、板刚度比变化对板内力和变形的影响。研究结果表明,梁板刚度比变化对板内力和变形有较大的影响;综合比较弯矩和挠度计算结果,提出将αl2/l1≥5作为弹性内力计算时边支承双向板与柱支承双向板的界定条件。     

关于拟梁法计算现浇混凝土双向板楼盖内力和挠度的讨论

在计算楼盖结构内力和挠度时,可用拟梁法考虑梁板的协同工作。为了验证拟梁法的可靠性,应用SAP2000对6 m×6 m的单区格现浇混凝土双向板分别用有限元方法和拟梁法进行分析对比,拟梁数量由5根变化到10根。分析结果表明,与有限元法计算结果相比,当拟梁数量为5根时,用拟梁法计算所得的板跨中弯矩误差为7.2%,支座弯矩误差为12.48%,跨中挠度误差为4.1%;当拟梁数量为10根时,用拟梁法计算所得的板跨中弯矩误差17.56%,支座弯矩误差11.75%,跨中挠度误差为5.2%。直接用拟梁法计算混凝土双向板内力和挠度会产生较大误差,工程设计时应慎重使用。     

使用状态下钢筋混凝土双向板的挠度研究

通过试验研究、规范公式计算及有限元分析的方法,分析计算了使用阶段相同荷载作用下钢筋混凝土双向板的挠度,试验结果为0.37mm、规范中公式的计算结果为0.57mm、有限元计算结果为0.22mm,表明采用规范中受弯构件挠度计算公式计算钢筋混凝土双向板的挠度相对于试验结果偏于保守,有限元计算结果较试验值偏小,但基本可以反映双向板的挠度值。     

钢筋桁架叠合双向板刚度计算方法研究

根据已有的带钢筋桁架混凝土叠合双向板与现浇双向板对比试验结果,针对叠合双向板的受力特性,结合混凝土规范中的相关理论依据。引入折减系数对已有的刚度的公式进行适当修正,最终提出叠合双向板抗弯刚度和挠度的计算公式。将计算结果与试验结果进行对比,计算值和试验值吻合较好,误差在10%以内,验证了公式的合理性。最后给出了相关设计建议。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板受力性能试验及挠度计算分析

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

钢筋混凝土双向板挠度计算探讨

实际工程设计时,按照弹性理论方法查表计算的钢筋混凝土双向板挠度与其实际挠度存在较大偏差。本文利用有限元分析软件ANSYS中的SOLID 65单元和MATLAB程序,对钢筋混凝土双向板的挠度进行了模拟分析,基于模拟分析结果和单向受弯构件挠度计算方法,提出双向板挠度计算方法。针对提出的双向板挠度计算方法,采用已有的试验数据进行验证,结果表明,加载至极限荷载的60%~80%左右,根据本文方法计算的挠度值与试验值较为接近,且较试验值略偏大,结果偏于安全。     

自密实混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对6根自密实混凝土梁和2根普通混凝土梁的对比试验,研究自密实混凝土简支梁的抗弯性能.结果表明:1)自密实混凝土梁的极限荷载实测值的平均值与普通混凝土梁实测值相差不多,但高于其理论计算值;双向板极限荷载实测值与同强度等级普通混凝土双向板极限荷载实测值相差不大,且明显高于其理论计算值;2)两种混凝土梁荷载-挠度曲线形状...     

预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段短期刚度研究

预应力混凝土钢管桁架叠合板是近几年出现的一种新型叠合板,叠合板在施工阶段的受力性能非常重要。设计了4个预应力混凝土钢管桁架叠合板试件,并对其进行受弯载荷试验。给出了4个试件的荷载-跨中挠度曲线。同时考虑钢管对混凝土的约束,按照等效截面刚度法推导出了施工阶段的短期刚度计算公式,计算了简支板的跨中挠度。在构件抗弯刚度未发生严重退化时,跨中挠度的计算结果与试验结果较为吻合。     

钢筋混凝土受弯构件变形的跨高比控制法

本文提出了均布荷载作用下钢筋混凝土单向受弯构件和双向板变形的跨高比控制方法,此法简单、实用,能满足工程变形控制的一般要求。文中还给出了简支梁、连续双向板变形控制的算例。     

一边固支三边简支预制矩形肋底板混凝土双向叠合板的简化弹性计算方法

结合预制矩形肋底板混凝土双向叠合板(简称双向叠合板)的受力特点,分析了当前实际工程设计中存在的问题。针对双向叠合板的正交构造异性特征影响,采用荷载叠加法和正交构造异性板理论求解了均布荷载下一边固支三边简支双向叠合板挠度及弯矩的解。通过对解作形式变换和引入等效跨度比,将双向叠合板等效为各向同性双向板进行计算,提出了简化弹性计算方法。编程计算得到了双向叠合板强、弱方向刚度比为0.5和2.0,以及等效跨度比在0.5~1.0时的弹性系数。介绍了按照等效跨度比查找各向同性双向板弹性系数的线性插值法,并与编程计算结果进行对比。结果表明:采用简化弹性计算方法得到的结果与编程计算结果吻合良好,完全能够满足工程设计要求,该方法准确可行。     

钢筋混凝土圆板的变形计算

本文根据对八块三种配筋体系混凝土简支圆板在均布荷载作用下力学行为的试验研究,提出了不同配筋体系混凝土圆板的统一挠度计算公式。计算公式简单实用,计算挠度值与实测挠度值吻合良好。     

闭口型压型钢板-混凝土组合板的刚度计算

闭口型压型钢板 -混凝土组合板的挠度控制是这种新型组合楼板设计中的一个重要因素。在12块闭口型压型钢板简支组合板试验研究的基础上 ,建立了闭口型压型钢板 -混凝土组合板的刚度计算方法 ,针对ASCE标准提出了适合这种新型组合板刚度计算的修正建议。挠度计算值与实测值吻合较好     

钢-混凝土组合楼板施工阶段变形计算荷载取值探讨

现场测试和模拟试验表明,压型钢板作为组合楼板浇注混凝土的底模,在施工荷载撤走后,压型钢板的变形出现回弹,实测挠度与楼板自重作用下的计算挠度基本吻合,小于按现行标准计算的结果。因此,验算组合楼板施工阶段的挠度时,可不考虑施工荷载的影响。     

基于模态挠度的斜交桥静载试验数值方法

为了探讨不中断交通情况下进行桥梁静载试验的可行性,以斜交简支空心板桥龙山桥为研究对象,研究基于模态挠度的静载试验应用于斜交板桥承载力评估的计算精度问题。首先利用环境激励获得桥梁在运营状态下的模态参数,再采用附加质量法对桥梁模态振型进行质量归一化,计算桥梁的位移柔度矩阵,最后利用位移柔度矩阵和等效荷载分配的方法计算桥梁的模态挠度。建立龙山桥的有限元梁格计算模型,根据荷载试验规程设计了静载试验中载和偏载2个加载工况,利用龙山桥的前5阶模态参数计算位移柔度矩阵,预测桥梁在2个加载工况下各控制截面的模态挠度,并与有限元模型计算挠度和实测挠度相对比。结果表明:中载工况下模态挠度与计算挠度相比,相对误差均小于5%,控制截面最大计算相对误差为3.55%; 偏载工况下模态挠度与计算挠度相比,相对误差均小于6%,控制截面最大相对误差为5.15%,能够满足工程精度要求; 模态挠度能够有效代替桥梁静载试验的实测静载挠度,利用模态挠度评估桥梁承载力具有较强的有效性和可行性。     

火灾作用下混凝土双向简支板的挠度计算

小挠度薄板理论可以用来确定混凝土双向板正常使用时的挠度,当用于计算火灾作用下处于大挠度的双向混凝土板挠度时则会带来很大误差。在引入弹性板的大挠度微分控制方程后,考虑外加荷载与高温的共同作用,并计及高温下材料特性的变化,对火灾作用下钢筋混凝土双向简支板的挠度随温度的变化进行了分析。引入无量纲量,对大挠度微分控制方程进行无量纲化处理,并以无量纲板均布荷载为摄动参数,结合Galerkin方法提出了钢筋混凝土双向简支板火灾作用下挠度的计算式,计算结果与试验结果吻合较好,可为火灾作用下板的大挠度分析提供依据。研究结果表明：火灾作用下混凝土板的挠度与外加荷载和热弯矩均有关,与热弯矩成线性关系,而与外荷载则成非线性关系;当没有热弯矩时,挠度主要由外加荷载确定;当外加荷载恒定时,挠度则主要由热弯矩引起。