塑料模盒现浇混凝土空心楼盖结构试验与设计技术研究

摘要

组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖结构体系，作为一种新型的空心楼盖结构形式，因具有整体性能好、降低工程造价、耐久、保温、隔热、隔音性能好等诸多优点，而被广泛应用于我国工业及民用建筑领域，尤其对大空间和大荷载、大跨度的多高层建筑结构具有更为广泛的适用性能。 自2005年我国开始施行《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程CECS175:2004)》以促进空心楼盖结构技术的应用，然而规程中所给出的条文规定多是以简体、筒芯为芯模的现浇混凝土空心楼盖结构形式而设定的，对于以块体、箱体或模盒为内模的现浇混凝土空心楼盖结构形式的规范条文则较少。对于组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖结构形式，目前国内对它的理论试验研究与及相关有限元分析领域都非常稀少，这在一定形式上阻碍了空心楼盖技术的利用及发展。本课题研究意在通过施工现场实验得出现浇模盒空心楼盖在实际使用状态下的应力应变状态数据，通过有限元模拟与目前设计单位常用的分析设计软件等多种手段所得到的各种数据结果，对结果数据进行整合对比研究，为实际设计提供模盒现浇混凝土空心楼盖建模建议及分析结果修正建议，以提高模盒空心楼盖设计应用的技术经济指标。 有鉴于此，本文主要进行如下相关内容的研究: (1)选择典型工程的现浇模盒空心楼盖结构，取其中间某跨楼板，对钢筋、混凝土的应力、应变及楼板挠度变形性能进行施工现场试验检测，得到检测结果并对检测数据分析整理。 (2)选用合理的结构建模方法，本文采用组合式建模方式，根据现场试验条件及实验过程和所采集数据，使用ABAQUS有限元分析软件建立与之相应的有限元分析模型，对组合塑料模盒空心楼盖实际使用状态下受力变形性能进行静力有限元分析，以与现场试验数据结果相对比，用以确定有限元模拟分析模型的正确性及实验数据的有效性。并进而通过有限元模拟分析其设计荷载状态下楼盖受力变形性能，为后续有限元分析设计提供数据支持。 (3)对应于已有现场结构试验数据以及ABAQUS有限元分析模型数据，根据实际现场试验空心楼盖类型，依据可操作的简化力学准则，通过采用STRAT设计分析软件创建楼板的设计分析模型并进行三维空间分析，来计算出与通用有限元分析相对应设计载荷作用下的受力变形数据及受力配筋数据。 (4)将利用不同建模方法得到的结果数据以及现场试验数据进行综合分析比较，验证有限元分析结果的有效性及其建模分析方法的可行性，并通过合理的有限元分析模型数据结果与同条件下STRAT设计分析软件所得分析结果数据及配筋情况进行分析整理，对STRAT软件创建的设计模型进行误差分析，找出比较可靠的软件建模简化方法，得到初步的设计结果修正建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 空心楼盖体系发展概况

1．2．1 空心楼盖体系的出现及发展

1．2．2 空心楼盖分类及其特点

1．3 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖结构

1．3．1 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖结构特点

1．3．2 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖设计及构造特点

1．3．3 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖的施工工艺

1．4 本文研究的目的和主要内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 本文主要研究内容

第2章 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖试验研究

2．1 试验目的及依据

2．1．1 试验目的

2．1．2 试验依据及准则

2．2 试验方案设计

2．2．1 工程场地选择及工程概况

2．2．2 工程材料力学指标及结构特点

2．3 试验内容及加载程序

2．3．1 仪器与主要观测内容

2．3．2 测点和仪表的布置

2．3．3 加载方法及加载程序

2．4 试验结果整理及分析

2．4．1 试验过程中现象及结论

2．4．2 实验数据结果整理及分析

2．5 本章小结

第3章 组合塑料模盒现浇混凝土空心楼盖有限元分析

3．1 引言

3．2 ABAQUS有限元软件介绍

3．3 组合塑料模盒空心楼盖有限元模型的参数选择

3．3．1 单元模型的选取

3．3．2 本构模型的选取

3．3．3 材料破坏准则

3．3．4 混凝土损伤系数

3．4 组合塑料模盒空心楼盖有限元模型的建立

3．4．1 模型建立步骤

3．4．2 模型建立及分析时应注意的问题

3．5 组合塑料模盒空心楼盖有限元模型数据结果分析对比

3．5．1 钢筋受力分析

3．5．2 混凝土受力分析

3．5．3 ABAQUS有限元模型拓展及结果分析

3．6 本章小结

第4章 STRAT模拟分析计算及结果对比研究

4．1 引言

4．2 三维空间分析设计软件STRAT的介绍

4．3 建立STRAT工程计算模型

4．4 挠度及应力分布图

4．5 STPAT工程设计模型与ABAQUS有限元分析数据对比研究

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 后续研究工作及展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况