石膏空腔模异型网格无梁楼盖应力分析
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第33卷第5期 2010年5月合肥工业大学学报(自然科学版)J OU RNAL OF H EFEI UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GYVol.33No.5 May 2010 收稿日期:2009205214;修改日期:2009207214作者简介:吴春萍(1963-),女,安徽合肥人,合肥工业大学正高级工程师.现浇空心无梁楼盖受力性能的有限元分析吴春萍, 白东丽(合肥工业大学建筑设计研究院,安徽合肥 230009)摘 要:为了深入了解现浇空心无梁楼盖的受力特性,文章应用有限元方法分析了此类型楼盖与实心板无梁楼盖受力差异,总结了空心无梁楼盖的内力分布规律和变形特征,并分析了横肋设置的有利影响,为空心楼盖的合理设计提供了理论基础。
关键词:现浇空心无梁楼盖;有限元分析;挠度;正应力;剪应力中图分类号:TU3751101 文献标志码:A 文章编号:100325060(2010)0520726205Finite element analysis of mechanic performanceof cast 2in 2situ concrete hollow flat slabWU Chun 2ping , BA I Dong 2li(Institute of Architectural Design ,Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China )Abstract :Focusing on the force resistance property of cast 2in 2situ concrete hollow flat slab ,this paper adopts the finite element method to analyze the difference of force resistance between hollow slab and solid slab.The law of internal force distribution and the features of the distortion of hollow slab are summarized.Besides ,the advantageous stress performance of the horizontal rib on hollow slab is analyzed.The research provides a the 2oretical basis for the rational design of the said slab.K ey w ords :cast 2in 2situ concrete hollow flat slab ;finite element analysis ;flexibility ;normal stress ;shearing stress 现浇空心无梁楼盖是按一定规则放置内膜后经浇筑混凝土而形成的空腔楼盖,具有结构自重轻、保温隔热、平面布置灵活及综合经济效益突出等优点,已经在商场、图书馆、教学楼等大空间的建筑中得到了广泛的应用[1],但对这种体系的受力特性研究并不完善。
现浇混凝土石膏空腔模盒无梁复合楼板施工工法现浇混凝土石膏空腔模盒无梁复合楼板施工工法一、前言现浇混凝土石膏空腔模盒无梁复合楼板施工工法是一种新型的楼板施工技术,其采用石膏空腔模盒结构,利用混凝土浇筑形成复合楼板。
该工法具有施工效率高、质量好、成本低等优点,在实际工程中得到了广泛的应用和验证。
二、工法特点1. 采用石膏空腔模盒结构,具有自重轻、强度高、隔音效果好等特点。
2. 无梁设计,减少了构造件的数量,节约了材料、劳动力和成本。
3. 施工工艺简单,仅需一次浇筑,提高了施工效率。
4. 混凝土与石膏模盒之间具有较好的粘结性,提高了楼板的受力性能。
三、适应范围该工法适用于多种场所,包括住宅、商业建筑、工业厂房等。
特别适用于要求隔音效果和轻质结构的工程项目。
四、工艺原理现浇混凝土石膏空腔模盒无梁复合楼板施工工法依靠石膏空腔模盒提供楼板的强度和稳定性,采用混凝土浇筑填充空腔形成复合楼板。
具体工艺包括以下几个步骤:1. 模板安装:根据设计要求,将石膏空腔模盒按照楼板布置方案进行安装和固定。
2. 钢筋布置:根据设计要求,在模盒内铺设和绑扎钢筋,保证楼板的受力性能。
3. 砂浆涂抹:在石膏模盒内涂抹一层砂浆以提供混凝土与石膏模盒的粘结性。
4.混凝土浇筑:将预制的混凝土用泵车倒入模盒内,并进行充分振捣,确保混凝土充实和密实。
5. 养护:浇筑完成后,对楼板进行养护,保证混凝土的强度和稳定性。
五、施工工艺1. 模板安装:根据楼板布置方案,将石膏空腔模盒进行拼装和固定。
2. 钢筋布置:根据设计要求,在模盒内铺设和绑扎钢筋,确保楼板的受力性能。
3. 砂浆涂抹:使用专用的砂浆涂抹机对石膏模盒内表面进行涂抹,提供混凝土与模盒的粘结性。
4. 混凝土浇筑:使用泵车将预制的混凝土倒入模盒内,并进行振捣,确保混凝土充实和密实。
5. 养护:浇筑完成后,对楼板进行养护,保证混凝土的强度和稳定性。
六、劳动组织施工过程中,需要依次进行模板安装、钢筋布置、砂浆涂抹、混凝土浇筑和养护等工序。
磷石膏空腔模无梁楼盖的连续化分析谢钦;黄勇;王佳炜;贾航【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2012(030)005【摘要】通过运用ansys软件对磷石膏空腔模无梁楼盖进行截面应力分析,提出了该类方盒空心板连续化模型的基本假定。
将空心板分别分为不考虑表层抗弯刚度与考虑表层抗弯刚度两种情况建立分析模型,采用连续化分析方法,推导了2种情况下空心板的基本方程,进而建立了周边简支条件下各自的内力和位移计算公式。
用精细有限元方法,对实例进行了数值模拟,所得有限元计算值与连续化分析所得结果吻合较好,2种情况的最大相对误差分别为8.38%和7.78%,考虑表层抗弯刚度时的精确度较高,表明所提方法的正确、合理性。
文中所提方法和公式均通过理论、数值验证,可作为磷石膏空腔模无梁楼差研究的理论基础。
%The software of ANSYS was applied to study the cross section stress of phosphorus gypsum evacuated mould floor without beam. A basic assumption of square hollow slab continuous model was put forward inthis pa- per. Two analysis models were established for the hollow slabs in two situations-the flexural stiffness of surface layer not considered and the flexural stiffness of surface layer considered. The basic equation was given for these two ca- ses by adopting the method of continuous analysis to set up calculation formula of the internal force and displace- ment with the surrounding and simply supported condition. Finite element method was taken to do numerical simu- lation on some examples. The results showedthat the finite element calculation was in good agreement with the con- tinuous analysis method. The maximum relative errors of the two cases were 8.38 % and 7.78 % respectively. The flexural stiffness of surface layer considered had a higher accuracy, which suggested that the proposed method was correct and rational. The method and formula were proved by theory and numerical simulation and could be used as a theory basis for phosphate gypsum evacuated mould floor without beam.【总页数】7页(P54-60)【作者】谢钦;黄勇;王佳炜;贾航【作者单位】贵州大学土木建筑工程学院,贵阳550025;贵州大学土木建筑工程学院,贵阳550025;贵州大学土木建筑工程学院,贵阳550025;贵州大学土木建筑工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TU398.9;TU317.1【相关文献】1.磷石膏空腔模无梁楼盖中柱节点位移分析 [J], 王成芬2.磷石膏空腔模无梁楼盖中柱节点静力特性分析 [J], 王成芬3.磷石膏空腔模无梁楼盖结构静力特性研究 [J], 姚伟4.磷石膏空腔模无梁楼盖中柱节点应力分析 [J], 王成芬5.新型无梁楼盖磷石膏复合空腔层模盒保温隔热性能试验研究 [J], 宋博辉;黄政华;王家辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
石膏空腔模盒(BZS模盒)密肋空腔楼盖产品及技术说明一、技术简介在现浇砼结构中,石膏空腔模盒(BZS模盒)密肋空腔楼盖技术是继无梁楼盖、普通梁板,密肋楼板、无粘结预应力平板后开发的一种新型现浇结构体系,是我国建筑结构领域的一项重大创新,它为21世纪建筑现代化提供了技术支撑,是一种性能价格比优越、更符合人性化的高技术水平的结构体系,具有巨大的社会经济价值。
二、产品说明1、石膏空腔模盒(BZS模盒):利用工业副产品石膏为主要原料,经过特殊工艺生产出一种新型、节能、环保的专利建材产品。
2、石膏空腔模盒(BZS模盒)密肋楼盖:采用BZS模盒模盒作为施工内模,并将BZS模盒模盒永久性地填埋于砼楼板内的一种由砼空腹结构与BZS模盒相结合所形成的一种复合楼板结构。
3、产品图片:4、产品结构型式、基本尺寸结构型式:BZS模盒单块外形为类正方体,模腔内呈多球面、腔内顶面设有十字型或井字型加强肋,其外形见图1、图2(单位:毫米)A—顶面B—底面C—腔内加强筋图1 平面示意图A—顶面B—底面D—壁厚H—高度R—腔内加强肋半径腔内加强肋半径R75为凸出弧面,腔内加强肋半径R150为凹进弧面。
图2 剖面示意图基本尺寸:单块BZS模盒的基本尺寸见表2的规定。
表2 基本尺寸及允差单位为毫米项目指标长480顶面宽480长580底面宽580高度100、125、150、175、200壁厚305、技术参数1)断裂荷载要求:断裂荷载值应≥2600N。
2)模盒的放射性应符合表4的规定。
表4 放射性要求项目指标Ira ≤1.0Iγ≤1.0三、石膏空腔模盒(BZS模盒)密肋空腔楼盖技术说明1、BZS模盒空腔模是使用建筑石膏经过专利技术制成,已获得多项国家专利。
(经环保部门检测认定为是“不受使用限制”的优良建筑材料)在实际施工过程中,需要预先制作,作为内模使用,施工结束后,无需拆除。
2、现浇混凝土BZS模盒密肋空腔楼盖是在密肋梁结构的施工中,使用我公司专利产品“BZS模盒”作为填充内膜。
B Z S无梁空腹楼盖技术与应用BZS模盒无梁空腹楼盖技术应用概要一、BZS模盒无梁空腹楼盖结构设计特点1、 BZS模盒无梁空腹楼盖技术的核心产品是玻璃纤维增强石膏空腔模(简称BZS 模盒)。
2、适用范围:●大跨度、大空间的多层和高层建筑(如:商场、办公楼、图书馆、展览馆、教学楼车站、多层停车场、工业厂房、仓库。
)●需灵活间隔、或随时有可能改变使用功能的建筑(如:宾馆、娱乐场所、住宅、公寓等)●采用集中式空调的建筑●有较高隔音、保暖、防火要求的建筑●绿色环保低碳建筑●需要有效减轻楼体自重的项目3、优势及特点:●有效降低建筑成本❖楼板砼用量降低10-30%❖楼板用钢量减低20-30%❖建造总工期缩短10-15%❖地下停车库底层可少挖土石方300-400mm❖层高不变,每层净空增加300-400mm工程综合造价比采用普通楼盖结构的建筑低5~15%●施工经济、方便综合经济效益提升◆与普通梁板结构相比,由于顶板平整,减少了模板的损耗、提高模板的周转效率,减少了支、拆模板的人工费用、施工简便、缩短了工期、降低了成本。
◆与无粘结预应力无梁楼盖相比,施工方便快捷、不需张拉。
◆梁高比普通楼板结构梁高减少0.3-0.4米左右,提高了建筑净空●更优良的工程性能(强度等等指标)●抗震性能好(采用本技术的楼板,自重轻可有效降低地震作用,抗震性能好。
)●节约装修费用●真正实现空间灵活间隔●隔音、隔热、保温、防火性能显著提高(1、该楼盖的封闭空腔技术大大减少了噪音的传递,楼盖隔音效果提高5-12分贝)(2、封闭空腔技术能够减少热量的传递,使隔热、保温性能得到显著的提高,大大降低了空调费用,而对大型冷库、储物库等,此种效益尤为明显。
)二、常见问题解答Q: 什么是现浇混凝土空腹无梁楼盖?A: 它是近年国内发展起来的结构新技术,把原来集中受力的梁变成无数分散空间受力的结构体系,使得抗压性更高,抗振动冲击更强,并且节省建材,提高施工进度,结构更合理。
无梁楼盖分析主讲人:雷晋芳2015年7月28日目 录 1 23 无梁楼盖概述无梁楼盖分析方法 midas 程序实现及指导设计板柱结构无粘结预应力技术应用到平板无梁楼盖中优点 1、空间利用灵活,净空高,建造安装工程方便,减小吊顶空间 2、结构高度小,显著降低层高缺点 1、混凝土用量大2、用钢量大优势大于略劣势,在降低层高和加快施工中得到补偿经济指标使用功能3、建造方便,模板及配筋简单,可缩短工期施工建造优缺点对比▼阶梯式房屋▼平面不规则建筑▼别墅▼一般建筑国外:1906年,始于美国,建造第一座带柱帽板柱结构。
七年内,美国共建造了一千多个无梁楼板建筑物。
1925年左右,平板无梁楼盖出现,真正大量应用在二次世界大战之后,主要应用于高层公寓1970’s,在美国,板柱结构和无粘结预应力、高强混凝土和飞模等现代技术结合起来,飞速发展1914 年,NIEHOLS 提出了极限分析法——ACI318 中关于板柱结构总弯矩计算理论的重要依据来源1956 年,美国伊利诺伊大学、波特兰水泥协会进行了大量理论和实验研究——ACI318-63 和 ACI318-71规范中的直接设计法和等代框架法两种板柱体系计算方法提供了至关重要的理论依据和实验数据。
1961 年,Corley 提出等效框架的概念1995 年学者 Y.H.LUO 提出一种等代梁模型1971 年 ACI 规范和 1977 年 ACI 规范使板柱结构体系的整体分析方法趋于完善也更加实用1995 年学者 Y.H.LUO 提出一种等代梁模型,成为ACI318-02 中对无梁楼盖进行设计计算的基础模型,代替ACI318-89 规范2004 年,学者 Thomas 进行模拟地震的振动台试验,研究无梁楼盖的抗冲切破坏性能,成为ACI318-05 的有效数据来源国内:八十年代中后期开始引进技术并系统研究目 录 1 23 无梁楼盖概述无梁楼盖分析方法 midas 程序实现及指导设计适用范围1、板柱体系抗震性能差——侧向刚度小,不平衡弯矩引起的附加剪应力,易发生剪切破坏1)非抗震设计的多高层建筑2)抗震设防烈度 8度以下的建筑2、无梁板的延性较差——柱与板连接处易,在竖向荷载作用下出现脆性冲切破坏板柱结构板系理论1、古典弹性理论2、极限平衡法1).上限法一屈服线理论 2).下限法一板带法3、有限单元法无梁楼盖分析方法1、经验系数法(直接设计法)2、等代框架法3、有限元法4、有效梁宽法经验系数法(直接设计法) ——竖向荷载适用范围(1)每个方向至少有三个连续跨(2)每个板格的长边与短边之比不大于 2(3)每个方向上,跨中线到跨中线的距离之差要小于长跨的1/3(4)对于偏置柱,在偏置方向上的偏置距离,不能大于相邻柱中线之间距离的1/10(5)外部恒荷载为在整个楼板上均匀布置的重力荷载,活荷载要小于恒荷载的 3 倍(6)针对四边支座处有梁的板格,两个垂直方向的相对抗弯刚度因子之比不小于0.2,也不应大于5等效框架原理︵Equivalent Frame 选取计算单元简化为等待平面框架分配弯矩总静力设计弯矩Mo X、Y向单独计算《升板》GBJ130-90 第3.3.4条经验系数法(直接设计法)等代框架法ACI:等效框架法可用于直接设计法受到限制的场合升板规范GBJ130-90 第3.3.5条:当不符合本规范第3.3.3条任意一款的平板、密肋板和格梁板时,均可采用等代框架法1、三维空间,两个垂直方向划分为二维框架——可考虑竖向和水平荷载2、水平构件:梁、板3、竖向构件:柱板柱连接件——刚度等代框架法选取计算单元简化为等待平面框架分配弯矩1、与“直接设计法”相比,等效框架法在竖向荷载和水平荷载作用下的“基点”是不同的2、推荐用软件计算,考虑空建效应等效框架原理︵Equivalent Frame ︶等代框架法——竖向荷载作用下等代模型等效基点为柱◆受扭构件模型•楼板产生弯曲带动柱子弯曲•等代框架由一列柱加上由柱轴线向两侧延伸到板格中心线的各层板梁组成•悬挑部分所传递的弯矩要靠受扭构件的扭转传递至柱,减小了支座处实际柱的有效抗弯刚度1、等代柱的刚度•等代柱由实际柱和受扭构件组成,取刚度小于实际柱刚度的等代柱考虑纵梁和柱是横梁的约束者,代框架横梁截面惯性矩取全板宽的截面惯性矩等效框架的柱,则是将柱的变形与纵梁的受扭变形串联工作综合折减成柱的等效抗弯刚度Kec2、等代梁宽度•可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离,厚度不变·◆等代框架模型等代框架法1、计算模型•首先柱产生弯矩,弯矩由柱传给受扭构件,然后才使•板梁弯曲•受扭构件截面A处的总转角比柱的弯曲转角小2、板梁的等效宽度•板梁的宽度为 , 高为板厚——水平荷载作用下等代模型等效基点为“板梁”纵梁及板是柱的约束者,等代柱的截面惯性矩取柱的实际截面惯性矩而将纵梁受扭与板受弯的串联工作综合折减成板的等效抗弯刚度等代梁宽取值是关键,如何取值?3、柱尺•柱尺寸不变等代框架法等代梁宽如何取值?等代框架法1、竖向荷载作用下等代梁的梁宽取柱两侧区格中心线之间的距离,高度为板厚;等代柱高度不变(即原层高),柱刚度折减,小于实际柱刚度2、水平荷载作用下等代梁梁宽取值按照规范或其他标准取值,高度为板厚等代柱等代柱尺寸不变实则为三维结构,建议电算竖向荷载,最好板整体参与分析水平荷载,考虑柱上板带即可,可以假定为框架模型第3.3.7条当有柱帽时由本规范第3.3.4条和第3.3.6条第一款所算得的各板带弯矩除边支座和边跨跨中外均应乘以0.8系数。
无梁楼盖质量缺陷分析及质量控制措施摘要:钢筋混凝土工程,是由混凝土和钢筋两种材料性能互补并协同受力粘结而成的。
这两种材料性能,决定了钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。
混凝土中的水泥石和骨料在温度变化条件下产生不均匀的体积变形。
而它们又粘结在一起不能自由变形,于是形成相互间的约束力;一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度,以及水泥石自身的抗拉强度,就产生微裂缝。
混凝土微裂缝的存在是不可避免的。
但是,微裂缝不加以控制,将会发展成为肉眼可见的裂缝。
混凝土的各种破坏都是微裂缝被拉伸后扩展、串连,以致材料失去了强度,结构构件失去承载能力的结果。
关键字:无梁楼盖;钢筋混凝土;质量控制;缺陷;措施认识钢筋混凝土工程的质量和缺陷,要从认识它材料、构件、结构、施工成型方面的特点开始。
无梁楼盖的结构形式有异于其它结构的形式,故其混凝土工程的质量、缺陷质量控制措施具有它的特定性。
钢筋混凝土工程,是由混凝土和钢筋两种材料性能互补并协同受力粘结而成的。
这两种材料性能,决定了钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。
混凝土中的水泥石和骨料在温度变化条件下产生不均匀的体积变形。
而它们又粘结在一起不能自由变形,于是形成相互间的约束力;一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度,以及水泥石自身的抗拉强度,就产生微裂缝。
混凝土微裂缝的存在是不可避免的。
但是,微裂缝不加以控制,将会发展成为肉眼可见的裂缝。
混凝土的各种破坏都是微裂缝被拉伸后扩展、串连,以致材料失去了强度,结构构件失去承载能力的结果。
无梁楼盖产生裂缝也是基于以上原理。
无梁楼盖不设梁,是一种双向受力的板柱结构。
由于没有梁,钢筋混凝土板直接支承在柱上,故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比,其板厚要大些。
无梁楼盖在浇筑过程中因水化热等原因而发生体积变形会比相同柱网尺寸的肋梁楼盖大。
无梁楼盖是四点支承的双向板。
将无梁楼板划分为柱上板带和跨中板带,如图所示:柱上板带支座在柱上,假设其跨中挠度为f1;跨中板带弹性支座在柱上板带上,假设其相对挠度为f2 ,所以无梁楼板跨中总挠度为f1+ f2 。
分析无梁楼盖(地下室顶板)裂缝走向原因与处理郑康威摘要:随着社会经济的发展,人们的生活水平与生活质量也有了显著的提高,建筑工程虽然在不断增多,但仍然无法满足人们的需求,越来越多的大面积地下室被利用起来,对于裂缝的处理首先要分析其开裂的原因,既不能忽视隐患的存在,也不能对裂缝产生恐惧感,采取科学的态度进行认真的分析和处理,具有重大的经济效益和现实地社会价值。
因此,我们将会对无梁楼盖(地下室顶板)裂缝走向进行分析与处理。
关键词:地下室顶板;裂缝的分析与处理;设计由于使用了现浇地下室底板,房屋的整体性、适用性、耐久性和结构安全性都得到了充分的保证。
然后,地下室底板裂缝的问题也时常出现,无梁楼盖结构相对框架梁板结构,减少了结构构件占用的空间,充分利用了净空。
无梁楼盖结构在满足建筑功能要求的同时,还能大大降低层高,减少开挖成本,节约建设的费用,因而被现阶段的大型地下室项目广泛采用。
1.关于无梁楼盖(地下室顶板)裂缝的原因分析1.1地下室顶板(无梁楼盖)结构裂缝产生位置及相关限制为住户的使用面积做了很好的拓展空间。
但是由于地下室顶板属超长、超宽混凝土结构,由此所表露出的裂缝现象就会格外引人注意,而无梁楼盖(地下室顶板)的质量是否过关,将会直接影响建筑物的使用长久性。
由于混凝土的抗拉强度远低于其抗压强度,此拉应力大于混凝土的极限杭拉强度时,就会在构件内部出现裂缝。
(1)活荷载为均布荷载且不大于恒荷载的3倍,不考虑活荷载的不利组合。
(2)每个方向至少应有三个连续跨。
(3)任一区格内的长边与短边之比应不大于2。
(4)同一方向上的最大跨度与最小跨度之比应不大于1.2,且两端跨不大于相邻的内跨。
1.2裂缝产生影响较大的因数一般地下室顶的地面可作为花园、绿地或道路,按照消防要求,这些道路要能承受消防车荷载,由于无梁楼盖结构的等效计算方法在有关书籍上并没有介绍,所以在实际的设计过程出现很多的处理方式。
车轮压力扩散以后的最外应力边线之间的距离都大于计算板宽,等效后的活荷载比较保守,因此按等效活荷载可行。
浅析现浇混凝土石膏空腔模空心楼盖施工技术肖来东【摘要】新时期建筑体结构呈现多样式发展,钢筋混凝土结构成为支撑建筑构造的主要方式.现浇无梁空心楼盖是现代建筑体不可缺少的构成部分,将其用于建筑改造实现了结构功能一体化发展.为了改变钢筋混凝土结构受力缺陷,现场施工人员要按照石膏空腔模特点进行优化布局,确保建筑体综合受力性能达到预定指标.结合石膏空腔模工艺要点,介绍了空心楼盖施工的方案,提出切实可行的建筑项目管理措施.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2016(000)044【总页数】2页(P5-6)【关键词】混凝土;石膏空腔模;空心楼盖;施工【作者】肖来东【作者单位】中铁二十五局集团房地产开发有限公司贵州贵阳 550000【正文语种】中文【中图分类】TU755建筑工程结构理论分析,空心楼盖本质上是现浇钢筋混凝土空心楼盖,通过安装芯模产品、现场浇筑等施工之后,形成空心无明梁楼盖,具体包括:钢筋、混凝土、芯模等要素,通过埋置于钢筋混凝土内部结构,为建筑物形成更加稳定的承载结构。
鉴于现代建筑体结构布局特点,施工单位要严格控制石膏空腔模空心楼盖工艺方案,从材料选用、工艺编制、现场执行等方面进行调整,提出切实可行的施工作业流程。
1.1 工艺原理石膏空腔模空心楼盖工艺原理:在无梁板混凝土中,平行受力钢筋方向按一定间距放置永埋入的石膏模盒,石膏模盒间的纵肋布置受力钢筋、板底钢筋绑扎形成整体,浇捣混凝土后形成的石膏空腔楼盖。
填充的石膏模盒既作为模板使用又与混凝土结构一起作为永久结构协同工作,大大提高了楼板的结构性能,改善了楼板的隔音、隔热、防火、抗震等使用性能。
1.2 优点空心楼盖病害是常见的病害,对区域石膏空腔模产生了巨大的破坏性,容易影响到区域设施稳定及结构功能。
石膏空腔模施工关系着建筑运行发展,对建筑资源一体化利用形成了指导作用。
混凝土工程是建筑建设的重点,按照空心楼盖规划与改造方向,编制切实可行的技术改造方案,可增强空心楼盖结构在通航调度中的支撑作用。
基于ANSYS的石膏空腔模无梁楼盖拓扑优化设计胡松;黄勇;张璐【摘要】石膏空腔模无梁楼盖是以预制石膏空腔模壳为永久性施工内模的整体现浇空心楼盖,其最大优点是降低结构层高,施工方便,但尚存在结构形式单一、经济效益不明显等问题.引入拓扑优化理论和方法,对石膏空腔模无梁楼盖结构进行研究.首先介绍了基于ANSYS的有限元拓扑优化技术的基本原理和方法,以及拓扑优化的数学模型.然后,对实心无梁楼盖进行拓扑优化,阐述了ANSYS拓扑优化分析的一般过程;根据目标函数和约束函数的迭代历程,指出了拓扑优化的优越性;根据单元伪密度分布情况,提出四类石膏空腔模无梁楼盖形式:密肋式楼盖、空腹板架楼盖、井式楼盖、其他网格楼盖.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2015(033)001【总页数】5页(P25-29)【关键词】拓扑优化;石膏空腔模;无梁楼盖【作者】胡松;黄勇;张璐【作者单位】贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学建筑与城市规划学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TU398.9;TU318.1石膏空腔模无梁楼盖是以预制石膏空腔模壳为永久性施工内模的整体现浇空心楼盖,其最大优点是降低结构层高,施工方便。
对于8~9 m柱网的框架,石膏空腔模无梁楼盖的自身结构高度仅需350 mm左右,较普通梁板结构减少300~500 mm;对于一般的两层地下室可降低约800 mm、三层地下室可降低约1 200 mm的总高。
目前,石膏空腔模无梁楼盖尚存在一些问题:结构形式单一,研究最多且在工程中得以推广应用的楼盖形式仅有密肋式楼盖(肖良锦,2011;谢钦,2012;李友彬,2013);石膏模自身干燥状态下体积重量为10.7 kN/m3,会增加结构重量,且本身具有一定加工及安装成本,直接经济效益并不十分明显。
因此,引入拓扑优化原理和方法,研究石膏空腔模无梁楼盖的其他结构形式或减轻结构自重,具有积极意义。
两类石膏空腔模无梁楼盖的构造与特点钟逸晨;黄勇;陈波【摘要】利用贵州磷化工业产生的废弃磷石膏,通过低成本的降害处理后,加工成一定规格的空腔模壳,作为永久性模板,一次浇注混凝土形成密肋式无梁楼盖或空腹板架楼盖,称为石膏空腔模无梁楼盖.详细介绍了两类石膏模无梁楼盖的结构形式、构造及特点,并分析了他们的适用范围.在大柱网框架结构中,与常规梁板楼盖相比,石膏模无梁楼盖具有较大优势,主要体现在结构高度小、使用功能灵活、综合造价低、隔音效果好等方面.石膏模无梁楼盖具有较大的应用前景.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】5页(P22-26)【关键词】无梁楼盖;形式;构造;特点;适用范围【作者】钟逸晨;黄勇;陈波【作者单位】贵州大学建筑与城市规划学院,贵阳550025;贵州大学建筑与城市规划学院,贵阳550025;贵州大学建筑与城市规划学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TU2081 引言磷石膏是硫酸法萃取磷酸的副产物,每生产1吨磷酸要产生4.5~5.5吨磷石膏,据估计,我国每年排放的磷石膏接近3千万吨(胡友强,2010)。
贵州拥有丰富磷矿资源,是中国重要的磷化工基地,仅贵州开磷集团有限公司的年磷石膏排放量即达到300余万吨。
伴随着磷肥行业的迅猛发展及贵州省工业振兴战略实施,磷石膏排放量仍会逐年增加。
磷石膏的堆放不仅占用了大量的土地资源,还由于风蚀、雨蚀造成对大气、水系和土壤的污染,另外,磷石膏堆场的建设和维护亦相当昂贵。
磷石膏已成为制约贵州磷化工产业发展的主要因素,如何处理和消化磷石膏,使之能纳入循环经济圈,是贵州省迫切需要解决的问题之一。
建筑的使用功能完全依靠楼盖实现,相对竖向结构(柱、墙),楼盖结构的面积巨大,又由于其数次、数十次重复使用,所以楼盖结构所耗用的材料、资源、人力占建筑结构的大部分。
对楼盖结构进行改进,降低其材料、人力的耗用,无疑具有巨大的社会经济效益。
1.4.2 无梁楼盖的内力分析方法⏹分类:弹性理论-经验系数法和等代框架法(工程常用)。
塑性理论—塑性铰线法。
⏹经验系数法:先计算板的总弯矩,然后按弯矩分配系数分配。
适用条件✓每个方向至少应有三个连续跨;✓同一方向上最大与最小跨度之比不大于1.2,且两端跨的跨度不大于相邻跨的跨度;✓任意区格的长跨与短跨之比不大于1.5;✓可变荷载不大于永久荷载的3倍;✓不承受水平荷载产生的弯矩,配抗侧力支承或剪力墙。
板带弯矩分配、计算单位与弯矩计算板带弯矩计算单元及计算跨度()2 0x001283y xM g q l l c+−=沿x方向总弯矩()2 0y001283x yM g q l l c+−=沿y方向总弯矩弯矩分配系数中间区格:柱上板带跨中板带支座M1=-0.66×0.75M0x M3=-0.66×0.25M0x跨内M2=0.33×0.55M0x M4=0.33×0.45M0x 边缘区格:柱上板带跨中板带支座M1b=-0.90×0.53M0xM3b=-0.10×0.53M0x跨内M5=0.55×0.40M0x M6=0.45×0.40M0x ☝y方向各板带控制截面弯矩计算类同。
⏹等代框架法:将楼盖视为“梁”。
经验系数法不适用时,一般普遍采用。
适用条件✓任一区格的长跨与短跨之比不大于2。
计算模型✓分横向框架与纵向框架✓等代框架梁高即板厚,梁宽为板跨中心线间距(竖向荷载下)或板跨中心线间距的一半(水平荷载下)。
✓等代框架梁跨度两个方向分别为l-2c/3或l0y-2c/3。
0x✓等代框架柱高:楼层高减去柱帽的高度;底基至上层楼板底面减去柱帽高度。
内力计算✓竖向荷载下,可采用分层法简化计算;需考虑可变荷载的最不利布置。
✓水平荷载下,可采用反弯点法或D值法计算。
弯矩分配弯矩分配系数。
某无梁楼盖结构开裂原因分析及施工过程监测摘要:无梁楼盖结构由现浇混凝土空心板、柱和周边支承构件(边梁、墙等)组成。
板区格的中间部分为采用薄壁塑料盒或薄壁箱体作内模的现浇混凝土空心板,柱轴线位置为实心板带。
顶板面处首先开裂和屈服,孔道对板中央处的板底裂缝有影响,顺孔道方向的裂缝宽度比另一方向的大。
关键词:某无梁楼盖结构;开裂原因;施工过程监测;该工程的结构设计使用年限为 50 年,建筑结构安全等级为二级,建筑抗震设防烈度为 6 度,车库顶板(消防车道)设计活荷载标准值为 16.0 kN/m2(已折减)、车库顶板(非消防车道)设计活荷载标准值为 5.0 kN/m2。
其中有 7 个后浇带、6 条加强带(位置上下对应)。
该地下车库分人防、非人防两部分,非人防部分柱、剪力墙、底板、顶板混凝土设计强度等级均为 C30,人防部分柱混凝土设计强度等级为C40、其余为C35。
车库工程顶板、筏板、外墙为防渗混凝土,抗渗等级为 S8。
一、某无梁楼盖结构开裂原因裂缝都是由弯矩产生的,有柱顶负弯矩裂缝、板底正弯矩裂缝和柱侧面裂缝三种。
当荷载达到时在柱内角的板顶处,沿与轴线方向出现的微细的柱顶负弯矩裂缝,内角的板顶面处也相继出现类似的裂缝,除了上述裂缝继续发展外,在柱外侧面离板底处以及柱外侧面距板底处都出现了水平的柱侧面细裂缝,同时在离轴线内侧处的板底面,出现了多条大致与轴(即与孔道)垂直的不连续的板底正弯矩细裂缝。
此后,在区格中心点附近处,出现了一条大致与轴(即与孔道)平行的板底正弯矩细长裂缝。
柱顶负弯矩裂缝出现早,宽度最大,但数量少,柱侧面裂缝和板底裂缝宽度小,在板区格中心附近的板底裂缝宽度最大,板底裂缝数量多,比柱顶负弯矩裂缝出现迟。
孔道对板底裂缝产生了明显的影响,由于垂直于孔道的截面抗弯刚度大,所以最早的板底裂缝是与孔道垂直的,内力重分布后,毕竟平行于孔道的多数截面是比较弱的,故平行于孔道的板底裂缝反而成为主要的。
石膏空腔模异型网格无梁楼盖应力分析
摘要:为丰富石膏空腔模无梁楼盖的结构形式,提出三种基于石膏空腔模的异型网格无梁楼盖结构,采用通用有限元软件ANSYS分析其X向正应力、XZ向切应力分布特点。
关键词:石膏空腔模异型网格无梁楼盖
磷石膏是磷化工产业的副产物,受到风蚀、雨蚀作用后污染环境,且堆场的建设和维护费用亦相当昂贵。
我国每年排放大量磷石膏,仅贵州开磷的交椅山渣场、贾家堰渣场存放的磷石膏就上千万吨[1]。
因此,磷石膏的处理和消化问题受到越来越广泛的关注。
磷石膏通过低成本的洗涤、煅烧等降害处理,加工成一定规格的空腔模壳,作为永久性模板,一次浇注混凝土形成无梁楼盖,称为石膏空腔模无梁楼盖。
该楼盖结构消耗数量可观的废弃磷石膏,是解决上述问题的有效途径。
目前,技术成熟且在实际工程中应用的石膏空腔模无梁楼盖仅有双向密肋式无梁楼盖[2],其截面形式见图1。
为丰富石膏空腔模无量楼盖的结构形式,提出4区格、5区格、9区格三种石膏空腔模异型网格无梁楼盖,分析其X向正应力、XZ向切应力分布特点。
1 分析模型
分析模型见图2~4,采用工形截面,楼板厚度为350 mm,上、下层
板厚度为50 mm,小肋梁宽度为120 mm,暗框梁宽度为400 mm。
采用通用有限元软件ANSYS对上述三种楼盖作静力分析:混凝土强度等级采用C35,用SOLID65单元模拟;楼面恒荷载1.0 kN/m2、空腔模附加荷载1.0 kN/m2、活荷载3.5.0 kN/m2;结构自重由程序自动生成,密度为2500 kg/m2;内力按1.2×恒载+1.4×活载进行组合计算。
2 X向正应力分析
4区格、5区格、9区格无梁楼盖的X向(沿楼盖板面方向)正应力分布较复杂,具有如下共同点:各区格、各跨板均无明显的板带特征;楼盖的面部大部分区域承受压应力,楼盖的底部大部分区域承受拉应力,局部区域出现相反的应力值;柱端或框梁位置出现拉、压应力峰值。
仅列4区格无梁楼盖X向正应力云图,见图5。
3 XZ向切应力分布
4区格、5区格、9区格无梁楼盖的XZ向(沿楼盖截面方向)切应力分布云图见图6。
仔细观察云图可知:XZ向切应力由上、下层混凝土板和肋梁、框梁承受,且切应力峰值出现在柱端,沿肋梁方向出现较大的切应力值。
参考文献
[1] 胡友强.磷肥行业废渣磷石膏的综合循环利用[J].贵州化
工,2010,35(4):22-26.
[2] 肖良锦,曹磊芳,高朋朋.石膏空腔模填充混凝土空心楼盖研制及应用[J].四川建筑科学研究,2011,37(1):184-187.。