混凝土板对钢空腹夹层板楼盖静力性能影响分析

为进一步研究混凝土板对钢空腹夹层板楼盖静力性能的影响,运用非线性有限元方法,通过建立精细化模型,对其在两个设计层次中的影响程度进行了对比分析。以混凝土板厚度作为变量,分析了不同混凝土板厚夹层板楼盖静力特性的变化趋势,并对其进行了比较。研究结果表明,混凝土板可以显著提高楼盖结构竖向刚度,并有效降低钢空腹夹层板楼盖上肋和剪力键的应力水平。根据常见结构跨度,混凝土板厚的取值范围在120 mm以内时,结构整体性能提高最为明显。因此,在设计分析时考虑混凝土板的影响是合理的。

大跨正交正放钢空腹夹层板楼盖刚度分析

为比较大跨钢空腹夹层板非等代模型与等代模型竖向刚度的差异,基于MidasGen建立大量模型,分析了高度、网格尺寸和刚度比对等代模型竖向刚度的影响。结果表明:在截面一定的情况下,与空腹钢梁相比,随着网格尺寸和空腹夹层板高度的增加,混凝土板对组合截面的刚度贡献的增幅较小;大跨钢空腹夹层板的网格尺寸不宜大于3m;网格尺寸大于2m时,等代模型的竖向刚度大于非等代模型,应对H型钢的弹性模量乘以(1+β)进行调整;网格尺寸一定时,刚度折减率β与刚度比呈正比。

S形钢龙骨-夹芯板防护层的落石冲击缓冲性能试验研究

为了减小高山峡谷中落石对建构筑物墙体的危害,提出了S形钢与EPS泡沫夹芯板组合防护层的方案。自行设计制作了S形冷弯薄壁型钢,对采用这种防护方案的四角支承钢筋混凝土板,开展了一系列的落石冲击试验。通过对落石冲击力及钢筋混凝土板四角处的支座反力变化过程研究,得到了落石冲击力和板底支座反力随时间的变化形态,探讨了新型防护结构的缓冲性能。与无防护结构试验结果对比分析表明,新型防护结构使落石冲击钢筋混凝土板的持续时间延长了5~6倍,最大冲击力降低了一半,平均冲击力减小至1/7~1/6,板内钢筋与混凝土产生的最大应变率数量级由10~5s^(-1)降至10~3~10^(-2)s^(-1),大大降低了落石对钢筋混凝土板的冲击破坏程度,具有良好的缓冲防护性能。

U形钢板-混凝土组合空腹夹层板在多遇地震作用下的抗震性能分析

U形钢板-混凝土组合空腹夹层板结构是一种新型的空间结构形式,具有自重较轻、受力合理等优点,同时具有良好的抗震性能。本文通过提出新的建模分析方法,分析U形钢板-混凝土组合空腹夹层板的抗震性能,同时与现有空腹夹层板的规程方法进行多遇地震下的建模分析的对比,比较两种方法建模的优势,探究竖向地震对空腹夹层板抗震的影响,也说明了空腹夹层板较好的抗震性能。

闭口型压型钢板-混凝土组合夹芯保温楼板弯曲刚度试验研究

对6块简支闭口型压型钢板-混凝土组合夹芯保温楼板进行抗弯性能试验研究,分析了组合夹芯楼板的弯曲刚度。研究了混凝土面层厚度、剪跨区长度及自攻螺钉抗剪件的设置对组合夹芯楼板弯曲刚度的影响。分别采用美国规范ANSI/ASCE 3-91建议的换算惯性矩法和修正后的我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)刚度解析法计算组合夹芯楼板的弯曲刚度,并与试验结果进行分析比较。结果表明:组合夹芯楼板的破坏形式有弯曲破坏和纵向剪切破坏;混凝土面层厚度越厚,剪跨区长度越小,组合夹芯楼板抗弯刚度越大;自攻螺钉抗剪件的设置,能够显著提高组合夹芯楼板后期(滑移产生后)抗弯刚度,而对组合夹芯楼板前期刚度(滑移产生前)没有影响;修正后的我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)刚度解析法计算值与试验实测值吻合较好,适用于组合夹芯楼板的弯曲刚度计算。

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。

U形钢板-混凝土组合空腹夹层板楼盖结构两种分析设计方法对比

U形钢板-混凝土组合空腹夹层板楼盖结构在多层大跨度结构中优势明显,实际应用也较多,目前的设计主要根据现有地方规程中的实用计算方法进行计算,但该方法尚未考虑局部弯矩等因素。鉴于此,提出一种新的分析设计计算方法即夹芯层计算方法,推导出相应的计算公式,同时结合实际工程案例,利用MIDAS/Gen软件对两种方法得到的结果进行对比研究,指出应用现有实用计算方法进行设计计算,其结果安全、可靠,在结构跨度较小时实用价值较高;夹芯层计算方法更适合于大跨度空腹夹层板的设计计算,在节省材料的同时,更能充分发挥空腹夹层板楼盖结构的优势。

大跨钢结构空腹夹层板楼盖设计

钢结构空腹夹层板楼盖是基于多层大跨钢结构的一种新型空间网格结构体系。这种新型空间网格结构体系是由上肋、下肋和上下肋之间设置的剪力键组成。本文通过哈尔滨武源小区商业广场屋面大跨钢结构空腹夹层板楼盖结构的设计和分析,介绍了钢结构空腹夹层板楼盖的实用计算方法,以及主要构件和节点的设计要点。设计同时采用MIDAS/Gen有限元分析软件进行建模分析,验证了采用实用计算方法进行钢结构空腹夹层板屋盖设计的可靠性。本文还对钢结构空腹夹层板楼盖结构的自振特性和舒适度进行了分析。分析结果表明大跨钢结构空腹夹层板楼盖体系安全、可靠,满足舒适性要求。

压型钢板-聚氨酯夹芯楼板受弯性能研究

金属面夹芯板以其保温绝热、降噪、自重轻和装配效率高等优点在围护结构中得到了很好的应用,基于金属面夹芯板的构造,提出一种新型的压型钢板与聚氨酯组合的夹芯楼板结构。为了研究压型钢板-聚氨酯夹芯楼板的受弯性能,对夹芯楼板试件进行了两点对称静载试验。在试验的基础上,提出并验证了夹芯楼板有限元模型,并对槽钢楼板厚度、压型钢板厚度和聚氨酯密度等进行了参数分析。研究结果表明:夹芯楼板的破坏形式主要表现为挠度过大,最大挠度达到了板跨度的1/42,并且跨中截面处的槽钢出现畸变屈曲;夹芯楼板受弯变形后,槽钢首先达到屈服状态,而受压钢板的材料性能未能得到充分发挥;新型压型钢板聚氨酯夹芯楼板相比传统金属面夹芯板的承载能力和刚度有明显提升,承载力和刚度均提高203%;楼板厚度和压型钢板厚度对夹芯楼板的承载能力和刚度均具有显著影响,而楼板厚度相比压型钢板厚度对刚度的影响效果更明显,当楼板厚度从120 mm增大到160 mm时,夹芯楼板的承载力在正常使用状态下提高87%,在承载能力极限状态下提高63%,刚度提高88%,钢板厚度由1 mm增至3 mm时,夹芯楼板的承载力在正常使用状态下提高59%,在承载能力极限状态下提高84%,刚度提高61%;聚氨酯泡沫密度的变化对夹芯楼板的承载能力和刚度影响较小,当密度从45 kg/m3变化到90 kg/m3时,正常使用状态下夹芯楼板的承载力增幅为12%,承载能力极限状态下的承载力增幅仅为2%,刚度增幅为12%。

一种新型钢筋桁架夹芯叠合板设计及性能研究

一种新型钢筋桁架夹芯叠合楼板——ZH装配式钢丝骨架叠合楼板,介绍了开发背景,设计要则(包括材料设计、构造设计和结构设计),通过施工阶段和正常使用阶段叠合楼板的力学性能试验验证了工程应用的可行性和可靠性,进行了特点分析,供广大工程技术人员参考借鉴。