考虑节点域影响的钢空腹夹层板静力分析

摘要

钢空腹夹层板作为一种新型结构，不仅适用于大跨度的单、多层建筑，也可应用于大柱网的多、高层建筑中。具有自重轻、施工周期短、造型优美、结构舒适、建筑空间划分灵活等特点。钢空腹夹层板楼盖采用拼装单元工厂预制生产，现场安装的施工方式，工业化水平较高。目前空腹夹层板静力分析方法很多，主要有连续化假定分析方法、基于梁-块体-板壳单元的有限元计算方法以及等代交叉实腹梁的实用设计方法。这些方法要么计算过于复杂，要么计算时间长，要么计算精度差，难以控制。通过对比分析，建立合理的有限元计算模型。多篇文献指出，钢空腹夹层板受节点域及局部弯矩影响明显，实际工程中应该考虑节点域的影响。 考虑混凝土板对空腹夹层板的影响，对上、下肋尺寸、剪力键尺寸、混凝土板厚等进行了参数化分析，分析各参数对钢空腹夹层板刚度的影响。 考虑节点域对钢空腹夹层板的影响，采用不同单元的有限元模型，分析钢空腹夹层板支座跨和非支座跨剪力键变形的特点、应力分布规律以及内力分布规律。研究表明支座跨剪力键变形比非支座跨变形明显，越靠近支座处，剪力键节点域影响越明显。通过对比分析，建议条件容许的情况下对钢空腹夹层板的分析采用壳-实体单元组合模型，其结果更为精确。 建立了不同的剪力键节点域模型，即不设置加劲板、剪力键外部设置加劲板、剪力键内部设置加劲板以及同时在剪力键内外部设置加劲板，对剪力键节点域进行静力特性分析。分析表明，加劲板的设置能有效降低剪力键节点域的最大应力及变形。在实际工程中设置加劲板可以明显提高节点域的承载能力。

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