现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的应用研究

摘要

随着日新月异的生产工艺变革以及物质文化生活需求的迅速提高，人们对建筑物的功能要求也日益多样化和现代化，建筑结构正面临新的挑战。现浇混凝土空心楼盖技术以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了现代建筑结构的发展趋向。近年来，孔洞内模成孔问题已经成功解决，而且内模的质量不断提高，价格不断下降，使得现浇混凝土空心楼盖得到广泛的应用。
　　 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖主要特征在于将预制的薄壁空心砖，在楼板中摆放成条，形成密而小的单向肋梁结构体系。在施工过程中，对空心砖的摆放要求严格，砖无破损，对接紧实，摆放整齐。虽然该楼盖在应用上优点突出，但在国际工程中其设计方法与国内不同，尤其在利比亚、苏丹等国家，在设计过程中，必须采用欧洲规范或美国规范作为实践指南，设计计算采用国际通用的结构设计软件ETABS。因此，开展其应用研究值得关注。
　　 本文以长江勘测规划设计研究院承接的利比亚住宅项目为工程背景，分别进行ETABS环境下中美不同规范设计和中国规范前提下PKPM与ETABS软件结果差异对比。通过有限元分析软件ABAQUS，建立现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖标准板带结构模型。在均布荷载作用下，对标准板带结构的静态应力/位移云图进行分析，探讨空心砖结构承载贡献以及在正常使用条件下两种不同材料的协同工作机理，并得到如下主要结论:
　　 1)在ETABS软件设计环境下，相同内力结果得出框架梁、柱平均配筋量中国规范分别高出美国规范11.93％和7.7％。从实际工程安全运用出发，该楼盖可按中国规范进行设计。
　　 2)基于中国规范前提下，在ETABS框架梁弯矩、柱轴力平均值分别大于PKPM28.8％和28.6％情况下，配筋平均ETABS分别高出PKPM28.6％和23.8％。在结构同样安全前提下，从工程成本角度考虑，PKPM更优化。
　　 3) ABAQUS分析结果表明空心砖承载贡献微弱，故两种计算软件中忽略空心砖的模型计算具备可行性。在正常使用条件下，不会发生空心砖滑落可能，安全性得到可靠保障。
　　 4)在工程实际应用中，在梁端处参差错位摆放带堵头空心砖更益楼板结构受力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 选题背景及研究意义

1．2．1 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖简介

1．2．2 研究意义

1．3 现浇混凝土空心楼盖的国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 现浇混凝土空心楼盖内力计算方法

1．4．1 拟梁法

1．4．2 直接设计法

1．4．3 等代框架法

1．5 目前研究存在的问题

1．6 本文研究目的和主要内容

1．6．1 研究目的

1．6．2 主要内容

1．7 本文研究特色与创新点

第2章 现浇混凝土空心楼盖设计与计算

2．1 国内外相关规范的规定

2．2 现浇混凝土空心楼盖常用设计计算方法

2．2．1 “等效厚度”实心板计算

2．2．2 单向设计法

2．2．3 横筒方向按最薄弱截面计算的双向设计法

2．3 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的类型及适用范围

2．3．1 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的类型

2．3．2 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的适用范围

2．4 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖计算方法

2．4．1 按塑性内力重分布计算单向板

2．4．2 截面计算

2．5 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的构造要求

第3章 现浇混凝土轻质砖填芯空心楼盖的设计计算

3．1 利比亚工程项目简介

3．2 结构设计分析计算

3．2．1 ETABS软件简介

3．2．2 PKPM软件简介

3．2．3 设计计算假设

3．3 两种不同软件模型设计计算

3．3．1 ETABS设计计算

3．3．2 PKPM设计计算

3．4 两软件计算内力、位移结果分析

3．4．1 梁内力和弹性挠度比较

3．4．2 柱内力比较

3．4．3 水平力作用下的层间位移角比较

3．5 两软件配筋结果比较

3．5．1 梁配筋比较

3．5．2 柱配筋比较

3．6 ETABS下中美规范配筋结果比较

3．6．1 梁配筋比较

3．6．2 柱配筋比较

3．7 密肋梁计算

3．8 本章小结

第4章 现浇混凝土与轻质砖填芯接触受力有限元分析

4．1 ABAQUS软件简介

4．2 有限元模型的建立

4．2．1 实际模型的选取

4．2．2 有限元模型的选择

4．2．3 定义材料和截面属性

4．2．4 网格设计：分区、生成网格

4．2．5 定义接触

4．2．6 指定边界条件和施加荷载

4．3 静态应力／位移分析结果

4．3．1 混凝土应力云图

4．3．2 空心砖应力云图

4．3．3 空心砖位移云图

4．3．4 空心砖应力矢量云图

4．4 不同荷载下空心砖应力、位移变化

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 设计施工建议

5．3 后续工作及展望

致谢

参考文献