江西省化学工业设计院 江西南昌 330000
摘要：伴随建筑行业的迅速发展，更多复杂的建筑结构层出不穷，给建筑工程项目的施工增加了很大的困难，诸如现浇空心板楼盖结构的建筑项目，便是本次研究与分析的重点。本文利用8节点弹性块体有限元的分析方法，合理进行受到竖向荷载作用的现浇空心板楼盖结构的计算，对现浇空心板的两向变形与内力的规律分布变化实施探究，有效针对布管方向给楼盖静力性能造成的影响情况加以分析，为相关部门及人员提供相关的借鉴和帮助。
关键词：现浇空心板；楼盖结构；静力性能
对现浇空心板楼盖板的内部进行单向填埋管之后，使现浇混凝土得以成型。而相较于实心平板，鉴于楼盖因为填埋芯管产生被单向挖空的情况，使单位宽度范围之内位于现浇空心板楼盖的两边的抗弯刚度、抗剪不相同，导致板两向的受力产生差别。根据相关研究中视顺管为密肋楼盖，视垂直于管向为经受横向荷载作用的框架结构，采用连续化分析的方式，基于周边予以简化的楼盖条件下加以解析，说明现浇空心板的整体受力性能作用是和实心平板非常相似的。如此造成设计的时候，应针对每一块的现浇空心板加以分析讨论，形成巨大的困难，所以深入研究现浇空心板楼盖结构的静力性能非常关键，具有重要意义。
1、运用的计算模型和分析方法
一般情况下，较为常见的楼盖形式是梁板式楼盖，而无梁楼盖的出现，从本质上属于梁板式楼盖的特殊形式之一。显然，现浇空心板原本属于板系的楼盖结构，那么支承梁刚度则直接影响到其变形与内力的相关分布变化。基于分析与掌握其静力性能的目的，本文以现浇空心板为对象，通过由无梁楼盖进行支撑梁刚度的逐渐提升，进而有效加以分析和计算，了解和掌握其变形与内力的相关分布变化情况。因为支承梁刚度产生变化的过程中，填芯管数量会因为梁截面宽度变化而出现变动，造成对整张板刚度的影响，因此本次计算时算例以b= 400mm、b=700mm两类不同的梁宽情况为考虑条件，依靠梁截面高度来的提升达到对支承梁刚度增强的目的。.
1.1填芯管布置与楼盖几何参数情况
将y向作为填芯管布置方向，使得空腹向是x向，楼盖密肋向则是y向。以跨度的三分之一作为空心板厚度，厚度约280mm，而取180mm作为填芯管的外径，空心板上与下表皮的最薄位置厚度是40mm，取100mm对管间密肋加以控制，由此得知标准管间距280mm。鉴于采用标准管的间距可能无法达到等分轴网尺寸的效果，所以完成布管之后，把宽度不是100mm的肋聚集到支承梁周围。
1.2计算荷载的取值情况
依照对标准管的间距的折算得到4.64kN/m2，对于外加荷载的取值则如下所示，当楼盖的梁宽b=400mm时，楼面装修荷载的标准值是2.1kN/m2，隔墙等相关效面的荷载标准值是3.16kN/m2,楼面的活荷载标准值是3.4kN/m2;当楼盖的梁宽b=700mm时，对隔墙等相关效面荷载不予以考虑，不过楼面的活荷载标准值是3.4kN/m2。通过对楼盖自重加以叠加之后，得到计算两类不同梁宽楼盖的竖向荷载设计值分别是：当梁宽b=400mm时14.5kN/m2；当梁宽b=700mm时12.8kN/m2。那么，以上荷载的情况均包括了普通民用住宅建筑的使用荷载，比如：商场、办公大楼以及居住住宅。
1.3有限元模型的分析与处理
基于有效对有限元网格加以分类且合理处理其计算结果的目的，把板中的D=180mm的圆孔进行简化处理，形成180mm×180mm的方孔情况，实际上板的受力特征不会受到简化影响而变化。将管间密肋有效分成4层单元的形式，形成在孔洞上与下表皮中存在2个单元的情况。以统一化的solid44单元作为梁与板的单元，分析过程中，利用楼盖的四角梁交点的范围中的节点当作支承梁对设立的模拟柱的全部自由度约束控制。当梁宽b=400mm的时候，楼盖的四角节点约束范围是400mm×400mm× h,而在梁宽b=700mm的时候则是700mm× 700mm× h,其中h是梁的高度。
2、分析计算结果
2.1针对空心板产生的竖向变形加以分析
在受到竖向荷载的作用力后，现浇空心板产生的竖向变形是和实心平板相似的，表现为碗状，由此说明现浇空心板存在双向的受力性质特点。鉴于单向的填埋芯管实施给板的两向抗弯刚度造成的不同影响情况，相较于实心平板楼盖，空心板产生的竖向变形存在下述特征。
（1）两向支承梁挠度不同的情况
板和梁是一起发挥作用的，而板的空腹向的抗弯刚度小于其密肋向的抗弯刚度，当梁的刚度相同时，经过对梁边相同宽度板抗弯刚度的叠加处理之后，鉴于共同的支承条件，使得空腹向梁的挠度高于密肋向梁的挠度。经过分析得知，板对于梁的刚度影响一直存在着，不会由于支承梁刚度产生改变而对其造成影响，空腹向梁的挠度一直是高于密肋向梁的挠度的，同时当梁刚度不断提升时，两向梁的跨中挠度偏差逐步提高，形成误差甚微。
（2）对于轴网对角线的对称位置处的板挠度形成不对称的分布情况
根据无梁楼盖板带的合理分类方法，把现浇空心板分成梁边板带与跨中板带两类，由此得到，对于轴网对角线的对称位置处的两向板带挠度数值并不相同，其中边界的支承条件直接影响到板带的挠度分布情况。经过计算分析可知，相较于空心板两向刚度，支承梁刚度呈现出很弱的情况，所以针对梁边板带而言，空腹向挠度是高于密肋向挠度的，于跨中板带而言，空腹向板带的挠度则小于密肋向的板带挠度。
2.2针对空心板弯矩分布的分析
当支承梁的截面是b×h=400mm×400mm的情况时，主要以楼盖的1/4平面弯矩分布为主，进而得到此情况下的空心板弯矩分布的具体特征，如下所示。
(1)两向支承梁弯矩不同的情况
鉴于支承梁与梁边密肋共同发挥作用，使得梁边密肋有效承担了密肋向支承梁的一部分，造成空腹向支承梁正、负弯矩值均高于密肋向的正、负弯矩值。
（2）支承梁刚度针对板带弯矩的分布影响情况和实心平板相似
本次计算分析中的盖板弯矩以下图1所示为标准，其中弯矩符号下标的x与y分别表示的为板带方向和垂直于板带方向的弯矩矢量方向。
关于采用四边支承的方形平面实心平板而言，在支承梁的刚度弱于板之时,相应边支座中心的截面负弯矩M0x是小于板角区支座的负弯矩M′x的，支承梁一段产生了负弯矩的峰值。在支承梁的刚度强于板之时，板角区的负弯矩M′x是小于板支座中心截面的负弯矩M0x的，支承边中心截面的位置产生了负弯矩峰值。
图1 空心板的弯矩符号含义
总结
综上所述，经过本次的分析研究发现，对现浇钢筋混凝土的空心板楼盖结构能够利用抗弯刚度对密肋楼盖加以等代处理，运用交叉梁系有限元软件加以合理计算和分析。在现浇空心板楼盖结构以无梁楼盖作为分析研究的方式的时候，最终的计算结果存在着一定误差，所以针对承载力设计工作需加强结果的改进，然而却让设计工作任务加重，所以无梁楼盖设计并不适宜。通过实践表明，本次研究提出的计算分析方法拥有一定可行性，有助于对现浇空心板楼盖结构实施静力性能分析。
参考文献：
[1]张敬书.我国抗震鉴定和加固技术的发展[J].工程抗震与加固改造,2014,05:33-39.
[2]田杰,刘志刚.我国建筑抗震加固的回顾与建议[J].工程抗震与加固改造,2013,06:16-19+24.
论文作者:王聪
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
标签：楼盖论文; 弯矩论文; 挠度论文; 荷载论文; 刚度论文; 现浇论文; 情况论文; 《基层建设》2016年9期论文;