论文部分内容阅读
全装配式建筑可以减少施工现场湿作业,有效提高施工速度。全装配式RC楼盖通过分布式连接件将预制楼板连接成一个整体,水平荷载作用下楼盖将发生显著平面内变形,楼盖平面内刚度有限难以有效起到刚性隔板作用。现有混凝土结构设计方法通常假定楼盖平面内刚度无限大,全装配RC楼盖平面内刚度介于“柔性楼盖”与“刚性楼盖”之间,是一种“半刚性”楼盖,现有结构抗震设计理论已经不再适用,新的设计方法需要考虑全装配式RC楼盖平面内实际刚度。建筑结构抗震设计时,楼盖平面内实际刚度主要影响结构分析模型的选用、水平地震作用的分配、建筑结构自振周期等。为了确定全装配式RC楼盖平面内实际刚度,本文采用数值模拟与理论分析相结合的方法,研究了楼盖顺板向、横板向平面内刚度计算方法和2D有限元建模方法。主要内容如下:基于实体有限元楼盖模型,研究板缝连接件力学特性、整体楼盖变形特性。板缝连接件受压与受拉时两者受力机制不同,连接件抗压刚度是抗拉刚度的数倍,具体数值视具体连接件构造及材料力学属性而定。根据板缝连接件力学性能讨论了可能存在的楼盖变形的三种力学模型:1)均质梁模型,连接件拉、压刚度相同;2)刚体模型,连接件抗压刚度无限大,楼盖不存在受压变形;3)连接件拉、压刚度不等模型,楼盖弯曲变形时,中性轴偏离楼盖截面几何中心。对现有顺板向平面内刚度的理论计算方法进行了三处修正。1)将预制楼板假定为刚体,不考虑其变形;2)考虑连接件拉、压刚度的不等的特性,确定等效梁横截面中性轴位置,确定板缝实际抗弯刚度;3)考虑楼盖总长度和预制楼板、楼盖板缝处实际荷载效应。研究全装配式RC楼盖2D有限元建模方法。1)将连接件力学特性拆分为抗拉刚度、抗压刚度、剪切刚度;2)通过拉、压弹簧单元定义连接件抗拉、抗压刚度,切向弹簧单元定义连接件剪切刚度;3)对两点弹簧的有效变形进行设定。考虑板缝连接件的有利影响,提出楼盖横板向平面内刚度理论计算方法。1)提出横板向楼盖平面内刚度计算力学模型;2)提出横板向楼盖平面内刚度计算方法。本文关于全装配RC楼盖平面内刚度计算方法的研究成果,对建立适用于全装配式建筑的抗震设计方法具有重要的意义。