钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢-混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与"无梁楼盖"的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢-混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明:钢-混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。     

钢-混凝土新型组合暗梁楼盖的静力性能试验

为了考察暗梁对钢-混凝土组合楼板静力性能的影响,对钢-混凝土组合暗梁楼盖进行了均布荷载作用下的试验,并对有、无暗梁楼盖进行了对比分析．研究了该新型楼盖结构的受力变形全过程．研究结果表明,在钢-混凝土组合楼板中嵌入钢暗梁后,极大地提高了钢-混凝土组合楼板的承载能力和刚度,改善了其静力工作性能,     

正六边形蜂窝型空腹楼盖混凝土板的有效宽度计算

为便于工程简化计算,将混凝土楼板和下空腹钢结构梁运用刚度等效原则简化为钢结构梁,利用有限元方法分析了正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖和刚度等效钢结构楼盖在竖向荷载作用下的静力特性,通过对比分析,研究了不同混凝土楼板参与宽度的竖向挠度,计算出钢-混凝土组合结构混凝土楼板的有效宽度,并分析得出的混凝土板有效结构宽度与混凝土板厚度和钢-混凝土组合结构厚度间的关系。研究结果表明：正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖结构的抗弯刚度随剪力键高度的增加而加大,上翼缘混凝土板有效结构宽度随剪力键长细比的增加而减小;混凝土板有效结构宽度随自身板厚的增加而增加,近似为线性增长。     

正弯矩区组合扁梁承载性能分析

钢-混凝土组合扁梁中的钢梁内嵌于混凝土楼板之中,最大限度地降低了结构的高度,增强了结构的防火能力．作为框架梁使用时,在竖向荷载作用下,跨中处于正弯矩区;水平荷载作用下,梁的一侧为正弯矩,男一侧为负弯矩．因此,明确正弯矩区组合扁梁的受力性能是进行结构分析的基础．对正弯矩区组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析,并通过简支梁的试验来验证理论分析结果的合理性,研究结果表明,组合扁梁抗弯承载力的理论值和试验值吻合良好,而刚度的理论值较为保守,主要原因是分析中没有考虑预制混凝土板对刚度的贡献．     

板型对深肋组合扁梁楼盖板的设计影响分析

在深肋组合扁梁楼盖的设计中,压型钢板的板型对深肋组合扁梁楼盖的刚度、承载力等承载性能有着重要的影响.合理地选择压型钢板板型,不仅能提高深肋组合扁梁楼盖承载性能,而且能获得很好的经济效益.采用大型有限元软件ANSYS建立了不同板型的深肋组合扁梁楼盖模型,并对深肋组合扁梁楼盖的承载性能与有效宽度进行了非线性有限元分析,对压型钢板肋高、肋宽等因素的影响进行了研究.最后根据计算分析结果对深肋压型钢板板型的合理化设计提出了建议.     

预应力扁梁-密肋楼盖体系张拉测试及分析

对预应力扁梁-密肋楼盖体系在预应力张拉过程中楼板的变形、预应力混凝土梁的变形和应变进行了现场测试和分析,运用有限元程序对结构的预应力施工过程进行了模拟分析,讨论了预应力扁梁-密肋楼盖体系的预应力效应的建立,指出预应力效应的建立受到楼板平面内刚度的影响。     

预应力扁梁-密肋楼盖体系的受力分析

预应力扁梁-密肋楼盖体系是一种适合于中等跨度以上柱网的楼盖体系,该体系空间作用较强,受力复杂,因此出于结构安全性和适用性要求的考虑,研究该楼盖体系中建立的预应力效应就显得十分必要.针对某实际工程中无粘结预应力扁梁-密肋楼盖体系的预应力张拉过程,现场量测了楼板和预应力混凝土梁的变形和应变,运用有限元程序进行了模拟分析,分析模型考虑了预应力的瞬时损失以及模板支撑的作用,并与现场实测数据进行了比较,讨论了该结构体系中预应力效应的建立情况,指出梁中预应力效应的建立较大程度地受到楼板平面内刚度的影响.在有限元三维实体模型分析的基础上,对楼板平面内刚度的影响进行了进一步的探讨,提出了该体系中梁的预应力效应的简化计算方法.     

钢结构住宅楼盖系统的现状、发展及革新

介绍了我国现阶段钢结构住宅的各种楼盖形式,分析了其优点及缺点,归纳了楼盖系统发展方向,提出了革新的方案;着重介绍了钢一混凝土组合扁梁楼盖体系并提出了改进的设想,为钢结构住宅楼盖形式的选择提供了借鉴和建议.     

框架深肋组合扁梁弹性刚度分析

目的 研究框架组合扁梁正负弯矩区的受力性能.方法 在假定计算截面保持平截面的基础上,采用试验研究验证和理论推导的方法,对框架组合扁梁的正负弯矩区进行刚度分析.结果 基于换算截面法的假设,通过等效刚度方法,提出了框架深肋组合扁梁等效刚度的计算方法,计算结果表明框架深肋组合扁梁抗弯刚度值与试件跨中挠度为1/400梁跨时的平均刚度值相比,误差小于6.0％,而与试件跨中挠度达1/250梁跨的平均刚度值相比,误差大约为3.0％,且偏于保守.结论 试验揭示了内嵌于混凝土楼板之中框架组合扁梁在受力过程中截面的应力、应变的分布规律,验证了平截面假定在进行框架深肋组合扁梁弹性刚度分析时的有效性.     

大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计

针对大跨度钢-混凝土组合楼盖的经济适用工况和优化方向，以重要参数为基础，对大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计问题进行研究.在优化分析时，以组合楼盖的经济等效用钢量为目标函数，变量包括钢梁截面尺寸、钢梁间距和混凝土翼板厚度等8个参数，约束条件服从塑性设计理论、规范规定和工程经验.在不同跨度和可变荷载下，利用广义简约梯度(GRG)算法求解获得经济等效用钢量最小的组合梁截面.根据优化结果，跨度小于60 m、可变荷载小于6 kN/m²的组合楼盖能够有效地发挥组合结构的组合作用，具有较好的经济效益.对于传统组合楼盖经济适用性不强的超大跨楼盖，从提高腹板承载效率的角度，可以使用波形钢腹板组合楼盖体系，考虑张弦梁受力高效的优点提出新型弦支组合楼盖体系.