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整浇钢筋混凝土楼盖是目前应用范围最广、应用最多的楼盖形式。
楼盖是整个结构体系中最基本、最重要的组成构件之一,起着承受重力荷载并将其传递给竖向构件的作用,它与竖向构件一起承受、协调水平荷载,并作为竖向构件的水平横隔和支撑增强了结构的整体性。混凝土楼盖的造价约占土建总造价的20%-30%,重量占建筑物自重的40%左右,用钢量约占整个结构用钢量的30%-50%。
因此,对整浇钢筋混凝土楼盖的工作性能进行准确分析,找出一种合理的配筋方式,对整个结构的安全性和经济性都有很重要的意义。
本文在本课题组已取得的研究成果的基础上,针对目前应用最广泛的普通梁带次梁整浇钢筋混凝土楼盖,选取3种常见的结构计算模型:纯杆系模型、杆壳模型、solid模型,对整浇钢筋混凝土楼盖进行了大量的有限元计算分析,并在此基础上提出了优化模型,分别按不同的配筋方式,运用ANSYS软件进行重力荷载作用下弹塑性性能分析,揭示了结构在重力荷载作用下裂缝的开展、分布、结构的整体变形能力和受拉钢筋应变增长等的变化规律,并加以对比,有限元分析表明现行设计方法存在不足,solid模型和优化模型的配筋方式更为合理、经济、安全。
在理论计算分析的基础上,课题组进行了模型实验。本文通过对试验结果的分析,并与理论分析结果对比,表明理论分析所得到的关于裂缝开展、结构变形、钢筋应变等的变化规律是正确的,同时也表明solid模型和优化模型的配筋方式的确是比较合理的。
最后,本文对现行的设计方法进行了较为详细的分析,揭示了现行设计方法不足的原因;并对solid模型配筋的合理性进行了详细分析,提出了对现行设计方法的改进意见。