针对现浇混凝土蜂窝式空心双向板的受力性能 ,利用有限元分析软件 ANSYS,进行了非线性数值模拟 ,分析结果与试验 结果吻合较好,证明所建立的三维有限元模型是有效的。利用该模型,分析了现浇混凝土蜂窝式空心双向板的破坏形态以及混凝土 强度等级 、面层钢筋配筋率、底层钢筋配筋率、面板层厚度、空心率等因素对构件受力性能的影响,为工程设计提供参考依据。 关键词 : 蜂窝式 ;空心双 向板 ;承载力 ;非线性分析 中图分类号 : TU528.01 文献标志码 : A 文章编号 : 1002—3550(2014)04—0133—05 Numericalanalysisonm echanicalbehaviorofcast-in-situ concretecellularvoidedtw o-w ayplatessupposed LIANGBing~,b,L1UZhong一,YUELinga,b,ZHAOWeinana.b,ZHOUKefing~'b,SONGDengwu (a.CollegeofCivilEngineeringandMechanics;b.InstituteofRheology,Xiangtan University,Xiangtan411105,China) Abstract: Thenonlinearnumericalsimulationan alysiswasconductedtoinvestigatethemechanicalbehaviorsofcast—i—n—situ concrete cellularvoidedtwo—wayplatessupportedbyANSYSso~varean dthecalculatedresultswereagreedwellwith theexperimentalones.The resultsshow thatthe3D finiteelementanalysismodelisefective.Thefailuremodeofplateswasanalyzedusingthemode1.Furthermore me—mechanicalbehaviorwasstudiedcorrespondingtodiferentpara—meterssuchasconcretestrengthgrade,steelreinforcementratioon thesurface,Theunderlyingsteelreinforcementratio,pan elthickness,hollow rateandtheresultsprovidedsomeusefulreferencesforengi— neeringdesign. Key words: cellular;voidedtwo-wayplatessupported;bearingcapacity ;nonlinear an alysis 0 引 言 现浇混凝 土空 心楼板 是指按 照一定 规则放置填充 式 内模 ,经现场 浇筑混凝土而在楼板 中形成空腔 的楼板 『l_3]。 近年来开始被广泛采用的现浇混凝土空心楼盖结构 ,因其 自重轻 ,刚度大 ,板具有较大的结构跨越能力 ,能方便地在 楼板 中铺设设备 ,还能减轻结构和地基基 础的受 力 ,能明 显地减轻结构的地震作用等优点被运用于大型的商场 、办 公楼 、宾馆 、车站等各种类型建筑物中 。 本研究 针对 现浇混凝 土蜂窝式空心双 向板 的力学性 能 ,利用有 限元分析软件 ANSYS,建立 了现浇混凝土蜂窝 式空心双 向板三维有 限元模型 ,计算结果与试验数据吻合 较好 。同时利用该模型,分析 了现浇混凝 土蜂窝式空心双 向 板的破坏形态及主要参数对空心双向板受力性能的影响 , 为工程设计提供参考依据。 1 现浇混凝土蜂窝式空心双向板有限元模型 1.1 试 验 概 述 考虑 到现浇混凝土蜂窝式空心双 向板在工程 中的适 应跨 度在 6~15mm之间 ,其 中以 8mm左右最具有典型性 和代表性 ,所 以设计 的试件是以工程实 际中常用 的柱 网尺 收稿 日期 :2013—10—16 寸 为 8mx8m。本研 究所选用 的试验是东南 大学程远兵[1] 采用 尺寸相似 比 1/2,制作 4mx4m采用支承在 四角柱上 的钢筋混凝土蜂窝式空心双 向板 ,加载方式为竖向均布荷 载 ,如 图 1所示 。混凝土的各项力学性能指标见表 1,钢筋 的各项力学指标见表 2。 1.2 三维有限元模型 根据试验过程 ,利用有 限元分析软件 ANSYS,建立 了 以板左下 角为坐标原点 的 1/4三维有限元模型 ,如 图 2所 示 。该模 型不考虑钢筋与混凝土之间 的滑移 。在边角位置 X=0~250mm,Y=0-250mm 区域 内添加 z方 向的约束 ,在 X=21251TI1TI截面处添加 方向的多排约束 ,在 Y=2125mm 截 面处添加 y方 向的多排约束 。同时在 Z=350mm平面上 施加一z方 向的均布荷载。
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