随着现代建筑业的飞速发展,人们对建筑物的使用功能提出许多新的要求.现浇钢筋混凝土空心板作为一种新型的楼盖结构,由于具有许多独特的优点,如结构自重轻、抗震性能好、隔热与隔音性能优良、综合造价低等,己越来越多地应用于工程实践.现浇钢筋混凝土空心板是在板中埋设非抽芯式空心管(一般为圆管),以形成封闭空腔的钢筋混凝土板.从支承条件看,现浇空心板可分为有梁空心板(一般为有梁双向空心板)与无梁空心板两大类.本文对现浇钢筋混凝土有梁双向空心板和无梁空心板在竖向荷载作用下的受力性能进行了试验研究,研究内容主要包括:(1)在竖向荷载作用下,现浇钢筋混凝土有梁双向空心板和无梁空心板的受力性能,主要包括空心板的刚度和变形、裂缝出现和发展状况以及极限承载力等.(2)在竖向荷载作用下,空心板的荷载传递规律以及两个方向工作性能的异同.试验结果表明:①在竖向荷载作用下,现浇钢筋混凝土空心板(有梁和无梁)在两方向的刚度略有不同,但差异很小,其对板的荷载传递性能的影响也很小,空心板的荷载传递性能与实心板无明显的差别.②在竖向荷载作用下,正方形现浇钢筋混凝土空心板(有梁和无梁)在两个方向的受力性能基本相同,弯矩变化规律基本上与正方形实心板一致.本文采用有限元分析程序ANSYS(Release 7.1),对钢筋混凝土有梁双向空心板与无梁空心板进行了竖向荷载作用下的非线性全过程分析,计算所得结构各点的荷载一位移曲线及各阶段结构内力分布,均与试验结果符合较好,这表明计算过程中所采用的钢筋混凝土非线性有限元分析理论是正确的,有限元分析程序是可靠的,计算结果能较好地反映钢筋混凝土空心板结构在竖向荷载作用下各阶段的实际受力性能.本文通过有限元分析,对现浇钢筋混凝土空心板的内力分布、抗裂度、刚度、变形及极限承载力等进行了大量的系统的分析,得出了如下的一些重要结论.本文按弹性理论对现浇钢筋混凝土单跨双向空心板的刚度、内力分布进行了分析.由于空腔的存在,空心板在两个方向的刚度计算方法与实心板不同,计算结果表明,空心板在两个方向的刚度有所不同,但两者的差别不大.在空心板的内力计算中,本文采用材料弹性模量各向异性杆壳模型,模拟空心板刚度各向异性的特性,大大减小了空心板在弹性阶段内力计算的工作量,且计算结果能较好地符合空心板的实际受力情况.本文对不同类型空心板的内力分布进行了大量计算,分析了空心板在竖向荷载作用下的内力分布规律,本文对现浇钢筋混凝土空心板的抗裂度进行了分析.由于空腔的存在,空心板在两个方向的抗裂度不同.在平行于管轴线方向上,需根据截面面积与惯性矩相等的原则将空心板截面换算成Ⅰ形截面,根据换算后的Ⅰ形截面计算抗裂度;在垂直于管轴线方向上,取空心板最薄弱截面计算抗裂度.根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)有关规定,建议空心板在两个方向上的混凝土截面抵抗矩塑性影响系数基本值γ<,m>,均取值为1.35.本文详细阐述了在使用荷载作用下,现浇钢筋混凝土空心板的刚度和变形的计算.目前,我国规范对双向板在使用荷载作用下的变形计算未有明确的规定,国外相关的研究资料也较为鲜有.本文综合考虑双向空心板不同区域的刚度对变形的影响,提出了用于计算板跨中挠度的等效刚度法,并分析了双向空心板等效刚度系数θ<,B>与配筋率p、两向跨度比l<,y>/l<,x>的关系.本文对现浇钢筋混凝土空心板极限承载力的计算进行了研究.在计算空心板的极限承载力时,可根据Johansen屈服理论而采用塑性铰线法.对于具有侧向约束的空心板,由于薄膜效应,板的极限荷载试验值明显高于按Johansen屈服理论求得的计算值.本文就薄膜效应对双向空心板极限承载力的影响程度进行了初步分析,研究结果表明,薄膜效应与许多因素有关,如板的配筋率p、板的厚度与跨度之比κ(即高跨比)、板在两方向的跨度比l<,y>/l<,x>等.本文对正方形双向空心板(l<,y>/l<,x>=1)的薄膜效应,提出了简化计算方法.