大跨度钢-混凝土组合空腹板的设计与施工

钢-混凝土组合空腹板是一种新型的组合结构形式。详细介绍并讨论了一跨度为19·5m、平面尺寸19·5m×31m、设计荷载较大的钢-混凝土组合空腹板楼盖的分析、计算、设计及施工,给出了结构的布置和主要受力性能,以及构件和节点构造设计。施工后的检测证明,理论分析可靠,工程效果良好。     

组合空腹梁的静力特性研究

提出了一种新的组合空腹板结构形式,它由下层交叉钢肋、上层混凝土板及连接上下层并使之共同工作的钢管或钢管混凝土剪力键组合而成。为研究该类结构的静力特性,对组合空腹板的组成单元——组合空腹梁进行了足尺模型试验,侧重研究组合空腹梁下层钢肋、上层混凝土板的内力分布规律;对组合空腹板建立了基于空间梁单元与壳单元的混合元计算模型、空间壳单元计算模型两种有限元分析方法,对试验模型进行了理论分析。将试验数据、两种有限元计算方法的计算结果进行了比较。研究结果表明,组合空腹梁的内力分布均匀,能较好地发挥材料强度,具有刚度大、整体性好的特点;对简支组合空腹梁,其下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,弯曲应力在总应力中占了较大的比例;研究结果同时也验证了理论分析的可靠性。     

基于石膏空腔模的无梁楼盖拓扑优化及拓扑结构静力特性研究

采用ANSYS提供的均匀化方法对板柱结构进行拓扑优化,提出四类石膏空腔模无梁楼盖的拓扑优化结构模型:密肋式楼盖、空腹板架式楼盖、井式楼盖和其他网格楼盖.在此基础上,根据已有研究成果和工程经验,提出五种石膏空腔模无梁楼盖结构形式:密肋式楼盖、空腹板架式楼盖、井式-空腹板架组合式楼盖、井式楼盖和9区格楼盖.用ANSYS对上述五种结构进行了竖向荷载下的静力分析,详细研究了其挠度和应力分布.研究表明:9区格楼盖、井式楼盖、井式-空腹板架组合式楼盖、密肋式楼盖、空腹板架式楼盖的挠度依次增大;密肋式楼盖、空腹板架式楼盖、井式-空腹板架组合式楼盖的水平向正应力分布呈明显的实体板特征,而井式楼盖、9区格楼盖无明显的实体板特征.综合挠度分布、应力分布以及施工便捷性等几方面因素,得到井式无梁楼盖、井式-空腹板架组合无梁楼盖较优地结论.     

33m跨度组合空腹楼盖设计及测试

本文详细介绍了一跨度33m的钢-混凝土组合空腹楼盖的结构形式。采用基于壳单元和空间梁单元的混合有限元模型对其进行了理论分析,得到了结构的位移、内力、自由振动的振型及频率。介绍了结构各构件及支座节点的设计、结构的施工方法和流程。为验证理论分析的可靠性,对该组合空腹楼盖结构进行了原位试验,测试了结构自由振动的基本频率,并与理论计算值进行了比较和分析。研究表明,组合空腹楼盖的下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,从支座到跨中,其轴力逐渐增大而弯矩逐渐减小,因此,组合空腹楼盖的应力分布比较均匀,可以充分发挥材料的强度,有效地节省材料;剪力键主要承受弯矩和剪力,从支座到跨中,其弯矩和剪力逐渐减小。设计荷载下,结构最大挠度110mm;结构的前10阶振型均为竖向振型,振动规律类似于实体平板;基本频率的理论计算值与实测值分别为3.15Hz和5.0Hz,分析了误差存在的原因,进而说明了理论分析的可靠性。     

钢筋混凝土空腹夹层板楼盖的设计与研究

钢筋混凝土空腹夹层板楼盖体系是一种新型板系空间网格结构体系,具有节省净空高度,楼板跨度大,上下弦间可穿设备管线,结构布置灵活等优点。目前钢筋混凝土空腹夹层板楼盖应用于多项工程实例中,针对某项目应用空腹夹层楼盖结构进行分析及具体结构设计计算。     

装配整体式空间钢网格盒式结构在多层大跨工业厂房中的应用

贵州省瓮安县创业园钢结构厂房工程采用装配整体式空间钢网格盒式结构,盒式结构是由钢网格承重式墙架和钢空腹夹层板楼盖结合形成的。采用以层为单位、以单元组装墙架和楼盖的形式来完成多层工业厂房的建设。此种新型结构体系具有用钢量小、跨度大、施工速度快、施工文明的特点。详细介绍了此种新型结构体系的设计要求和施工工艺,对相关工程设计有一定的借鉴作用。     

预应力混凝土空腹板楼盖及其经济性分析

介绍一种新型预应力混凝土空腹板楼盖的应用研究和技术经济指标。这种预应力混凝土空腹板楼盖的承重体系是网格状的工字形截面肋梁结构,能用更少的材料跨越更大的空间,空腹率高达70%,经济跨度可达24m,并且兼顾梁式楼盖和板式楼盖之所长,具有受力明确、外观平整、造价低廉、设计简单、施工方便的特点,是大跨度楼盖的理想结构形式。     

型钢混凝土组合空腹夹层板结构静动力性能分析

针对现有U形钢板-混凝土组合空腹夹层板楼盖结构体系在实际应用中存在的一些问题,提出了以H型钢组合结构构件替代原有空腹夹层板中的主要构件,形成了型钢混凝土组合空腹夹层板楼盖结构体系。同时结合实际工程案例将型钢混凝土组合空腹夹层板楼盖体系的分析、设计结果与U形钢板-混凝土组合空腹夹层板的设计结果进行对比,并对型钢混凝土组合空腹夹层板结构进行三向罕遇地震作用下的动力弹塑性分析。研究表明,在多层大跨度建筑结构中,型钢混凝土组合空腹夹层板受力性能良好,能满足结构的承载力要求和正常使用要求,在罕遇地震作用下,型钢混凝土组合空腹夹层板整体性较好,抗震性能良好,建议在跨度较大时选用型钢混凝土组合空腹夹层板结构。     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖结构研究与应用

提出一种多层大跨度结构体系--U形钢板 混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖,该结构体系由U形钢板-混凝土组合下肋、钢筋混凝土上肋和上下肋间设置的钢筋混凝土剪力键形成的需考虑夹芯层剪切变形的空间楼盖。介绍了该楼盖结构体系的简化计算模型、弹性连续化理论分析方法和实用分析方法,通过仿真模型试验及实际工程应用,验证了弹性连续化理论分析方法与实用分析方法的正确性。研究结果表明：采用由上、下表层薄膜刚度和具有一定抗剪刚度的剪力键夹芯层组成的U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖简化计算模型进行弹性连续化理论分析,其分析结果与仿真模型试验结果基本相符,相对误差最大不超过5%;按等强和等刚度原则将U形钢板-混凝土组合空腹夹层板折算成钢筋混凝土实腹梁的实用分析方法,其计算结果与仿真模型试验结果基本相符,相对误差最大不超过4%。以黑龙江中医药大学文体中心B区57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为算例,并与原位测试结果进行比较,说明U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖安全可靠,且具有较好的经济性。     

45m跨度大空间组合楼盖的结构分析及试验研究

详细介绍了南通体育会展中心45m跨度大空间组合楼盖的结构分析、设计过程及关键受力部位典型节点的非线性有限元分析、设计要点.由于该组合楼盖的跨度已超出现行国家规范中同类结构(普通组合网架楼盖的跨度应小于40m)的跨度范围,为确保结构安全并验证理论分析的可靠性,对该组合楼盖进行了1∶9(即5m×6m)的缩尺模型试验研究.结果表明理论分析较准确地反映了结构的实际工作状况,楼盖具有足够的安全储备.     

18m跨组合空腹板架结构坡屋盖分析及特点

坡屋顶是屋盖的主要形式之一,组合空腹板架结构是一种新型的组合结构形式。本文对一18 m跨的组合空腹板架结构坡屋盖进行了计算及理论分析,运用大型有限元软件ANSYS对模型在正常使用荷载下的内力进行了精确计算。研究表明,组合空腹板架结构坡屋盖具有力学性能良好、结构形式美观、空间利用效果好及结构维护便利等特点,可以在特定的使用条件下进行推广运用。     

某多层停车场钢-混组合空腹楼盖结构分析与设计

组合空腹板架结构是一种新型的组合结构形式。本文对一18.5m.跨三层的组合空腹板结构地上停车场进行了有限元理论分析,运用有限元软件MIDAS/GEN对模型的边梁通过实体单元和梁单元建模,分析了组合空腹板结构的内力与变形,对两种不同单元类型计算结果进行比较分析。给出了结构的布置和主要受力性能,以及构件和节点构造,可以在特定的使用条件下进行推广运用。     

U型钢一混凝土组合肋的弹性模量取值分析

在分析钢筋混凝土空腹夹层板的基本构造及其力学特征的基础上,将其钢筋混凝土下肋网格改为u型钢板组合下肋网格,形成新型钢一混凝土组合空腹夹层板,根据这种新型结构的构造特点,对其u型钢一混凝土组合肋的弹性模量分别用了两种方法“有限元法”和“等效公式法”进行了计算和对比,推导并提出了u型钢一混凝土组合肋的弹性模量计算公式。     

大跨度装配整体式钢-混凝土组合空腹楼板受力性能试验研究

长沙市某多层大跨度工业厂房采用装配整体式钢-混凝土组合空腹楼盖结构,为评价该结构体系的安全状况,采用缩尺模型试验和有限元分析相结合的方法对30m×30m楼盖结构进行了动力特性和力学性能研究。结果表明：组合空腹楼盖下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土肋板处于压-弯的受力状态,从支座到跨中,其轴力逐渐增大而弯矩逐渐减小,应力分布比较均匀;剪力键主要承受弯矩和剪力,从支座到跨中,其弯矩和剪力逐渐减小。在竖向荷载作用下,楼板以弯曲变形为主,试验最大挠度为16.63 mm,为跨度的1/361。结构前8阶振型均为竖向振动,振动规律类似于实体平板,基本频率的理论计算值与实测值分别为3.3 Hz和3.0 Hz。对比试验数据与有限元分析结果二者吻合较好,验证了理论分析与原型结构设计的正确性。     

45m跨度组合楼盖典型节点的设计及有限元分析

通过对一种新型的超规范大跨度钢桁架-混凝土组合楼盖的典型复杂节点进行设计和有限元分析,在规范推荐的节点构造基础上提出了一种新型的用于大跨度组合楼盖的节点构造形式,有限元分析结果表明:此种节点构造形式具有良好的受力性能和足够的安全度.     

改进型组合钢板剪力墙有限元分析与研究

为改进型组合钢板剪力墙设计了合理的有限元模型,对纯钢板和3种不同混凝土板厚度以及3种跨高比的组合墙进行了有限元对比模拟分析.结果表明：两侧混凝土板对组合墙的承载力影响不大但可提高其后期刚度,并可有效限制钢板的出平面屈曲;同时,随着跨高比的增大,结构整体承载力有所提高.在此基础上,比较了几组模型的抗剪承载力性能,以及预制墙板对其屈曲荷载的影响,并给予建议的简化模型.可以看出,改进型组合钢板剪力墙有较好的延性以及耗能性能,能充分利用材料的性能.     

钢结构住宅开孔组合扁梁楼盖的研究

楼盖体系是影响钢结构住宅性能和造价的重要因素.笔者介绍了目前适用于钢结构住宅中的楼盖体系的主要优点,并在此基础上提出了开孔组合扁梁楼盖体系———开孔梁与下承式楼板组合楼盖.采用有限元分析的方法,对其进行了有限元分析,并对梁板共同工作的可行性和节点处的连接情况进行了研究.分析结果表明,开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中的广泛应用.