一种轻质混凝土暗肋楼板及其简化分析方法

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发布时间：2021-09-03

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一种轻质混凝土暗肋楼板及其简化分析方法
张大英，许启铿。，王树明，王录民
(1．郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院，河南郑州450015；2．河南工业大学土木建筑学院，河南郑州450001；
3．河南东方建筑设计有限公司，河南郑州450003)
摘要：为研究轻质混凝土暗肋楼板结构的计算方法，以每行或每列轻质混凝土填充材料中心连线为分界线对楼板划分为多个
计算板带。根据截面面积和惯性矩相等的原则，将各个板带的不规则截面等效换算为规则的工字型截面，并利用有限元数值模
拟方法对简化后楼板进行了不同等级砖荷载作用下的力学计算，同时，对未做简化的楼板进行了数值模拟分析。将得到的两类
有限元模型下的数值模拟结果与现有试验测试结果进行对比分析，验证了简化楼板有限元模型模拟结果与试验值吻合良好，简
化分析方法是可行的，未作简化的有限元模型模拟结果与试验值误差较大，但是变形趋势一致。
关键词：轻质混凝土；暗肋楼板；简化分析方法；数值模拟
中图分类号：TU528．2 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)02—0122—03
Simplified analysis method for the lightweight concrete floor with hidden rib
ZHANG Daying ，XU Qikeng。，WANG Shuming ，WANG Lumin
(1．School of Civil Engineering，Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management，Zhengzhou 450015，China；
2．School of Civil Engineering and Architecture，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China；
3．Henan Orient Architectural Design Co．，Ltd．，Zhengzhou 450003，China)
Abstract：In order to study the computational method of the lightweight concrete floor with hidden rib，it was divided into multiple
strips bound tO the center line of each row and column of the filled materia1．Under equal cross—sectional area and moment of inertia
principle，irregular section was equivalent to regular H section，and then FEM method was employed to simulate the simplified model for
its mechanical property under different levels of brick load，as well，the original model was simulated．The final comparative results of
the above method tO the available experimental results show that numerical results of the simplified model arc in good agreement with
the experimental ones，but numerical ones of the original model cause bigger error，only that the consistent deformation tendency．
Key words：lightweight concrete；the floor with hidden rib；the simplified analysis method；numerical simulation
钢筋混凝土因其具有良好的耐久性、耐火性、整体性、
可模性，易于就地取材、价格较低等优点，应用非常广泛，
由其浇筑而成的钢筋}昆凝土楼板具有整体性好、刚度大、
抗渗性好、适用性强等优点，在建筑工程、水利工程、港口
工程、桥梁工程、海洋工程中得到了广泛应用。当结构跨度
较小时，楼板厚度较小，常采用实心板；当结构跨度较大如
在大跨度板柱结构体系中，楼板厚度较大，若仍采用实心
板，自重大大增加，浪费材料。因此，为适应大跨度、大空
间、灵活隔断的需要，无梁楼盖、空心楼盖⋯ 、填充楼
盖、钢一混凝土组合楼盖等结构型式被逐渐应用于
实际工程中并取得了良好的经济效益。
然而，对于无梁楼盖、空心楼盖、填充楼盖、组合楼盖
等的计算分析目前并没有统一的计算方法，尤其是利用有
限元方法对其进行数值模拟时，所采用的处理方式不尽相
同，计算结果的准确性和精度也难以确定。而试验测试则
是验证数值模拟结果的可靠而有力的手段。为此，笔者以
一轻质混凝土暗肋楼板结构体系为实例，采用两类有限元
模型对其进行不同等级砖荷载作用下的计算分析，并以现
有的试验数据为依据，验证了两种数值模拟结果的准确性
和计算精度。
1 轻质混凝土暗肋楼板概况
1．1 组成材料
轻质混凝土暗肋楼板结构体系由预制的轻质混凝土
填充材料、现浇混凝土和钢筋组成，考虑适应楼板双向受
力、现浇混凝土施工便利、轻质混凝土填充材料固定绑扎
方便、节能环保等因素，将轻质混凝土填充材料做成各向
同性的圆环体结构，如图1所示。
轻质混凝土填充材料的最大优点是质轻、环保节能，
所用材料主要包括：废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，水泥胶