非杆件结构体系弹性应力配筋法——关于转换层厚板的研究

摘要

本文的主要内容是以转换层厚板为例来探讨非杆件结构体系按照弹性应力图形进行配筋的方法。本文通过对高层建筑转换层厚板一般设计方法的阐述及其存在问题的分析总结，指出这些设计方法存在人为假设过多、不能正确反映出转换层厚板的非杆件结构的受力特性、忽略了厚板与上下层墙和柱的相互作用等不足之处；针对这些不足之处,本文提出了一种新的设计方法——用有限元分析并按其应力图形配筋的方法（简称应力配筋法），并对一高层建筑转换层厚板的工程实例进行了配筋计算，说明了本文提出的方法的合理性和实用性。本文的工作为进一步完善高层建筑转换层厚板的设计做了有益的探讨，得到了一些有价值的结论。 通过一个工程实例，本文运用按应力图形配筋法对转换层厚板作了比较详细的整体应力分析和应力配筋计算。即先对带有转换层的高层结构进行整体分析，得到转换层上下柱和剪力墙的内力；然后将转换层厚板及厚板上下层的柱和墙作为组合体，用实体单元建立有限元计算模型，得到组合体的应力分布；最后按照《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057-1996）附录H中的应力配筋方法进行配筋设计。说明了一般设计方法与本文按应力图形配筋方法的共同点及差异性，也证明了整体分析方法及按应力图形直接进行配筋计算的设计方法用于非杆件结构体系的可行性和实用性。 本文提出的分析设计方法在理论上是简洁完备的，但由于现行建筑工程规范还没有非杆件结构的应力配筋方法的有关条款，所以还没有以此方法为基础的设计软件。为此，本文用MATLAB编制了与大型通用软件ANSYS接口的配筋程序，可以直接从ANSYS读取分析结果，计算由应力分布图形所确定的钢筋面积。本文所进行的工作及得到的一些结论能够为转换层厚板的设计提供参考，并可以为非杆件结构体系按照应力图形进行配筋计算提供一些借鉴。