武汉现浇楼板--现浇钢筋混凝土楼板边主梁协调扭转模拟分析

   现浇钢筋混凝土楼板边主梁协调扭转模拟分析
   在钢筋混凝土边梁楼盖梁体系中边梁因变形协调而发生协调扭转,其协调扭矩值取决于边梁扭转线刚度与楼面梁弯曲线刚度之间的比值以及现浇板由其刚性平面效应形成的空间阻扭作用。由于混凝土材料的非线性性质,以及杆件开裂后扭转刚度、弯曲刚度下降的影响,边梁协调扭矩值难以准确计算。到目前为止,边梁协调扭转的计算方法在我国混凝土结构设计规范GB50010-2002中尚属空白。
   武汉现浇楼板通过对已有的两个大型无整浇板楼盖的边梁协调扭转试验及16种模拟工程的分析,得出以下主要结论: 
  ①进行非线性程序分析时,构件单元划分长度可取为100mm,这样可在满足精度要求下节约计算时长。
  ②利用空间刚架杆系结构非线性有限元程序对边梁—楼面梁试件进行全过程模拟,通过分析所得“边梁单位长度扭转角-荷载”曲线与实测结果的比较,建议在非线性分析中,边梁开裂后的扭转刚度降低为开裂前的0.2倍。
  ③为适应工程需要,针对无整浇板边梁-楼面梁楼盖体系,提出边梁协调扭矩的简化设计方法。在该方法中,经扭转刚度折减后,边梁内力可由结构力学方法按弹性计算求得。对于承载能力极限状态,当采用圣维南原理计算扭转刚度时,扭转刚度折减系数宜取为0.6;当采用Nadai砂堆比拟法计算扭转刚度时,扭转刚度的折减系数宜取为0.4。在正常使用极限状态下,当采用圣维南原理计算扭转刚度时,扭转刚度折减系数宜取为0.8;当采用Nadai砂堆比拟法计算扭转刚度时,扭转刚度的折减系数宜取为0.5。 
  ④利用SATWE构建16种主、次梁跨度不同的无整浇板模拟工程,按简化设计方法计算其中的边梁协调扭矩,并采用非线性有限元进行分析复核。通过与包括SATWE程序、ACI规范等在内的不同计算方法所得结果的对比,探讨无整浇板钢筋混凝土楼盖边主梁协调扭矩的合理简化设计方法。 
  ⑤ACI318-08规范未能体现影响边梁协调扭转的多种因素综合作用的结果,与实际结构中边梁所受协调扭矩存在偏差,在某些情况下可能偏于不安全。

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