拼装式钢筋桁架密肋楼盖热—力耦合性能研究

为适应建筑工业化和住宅产业化的行业发展趋势,本文提出了一种新型装配式密肋楼盖,肋梁间填充泡沫块,钢筋骨架为桁架结构,为了便于该种新型密肋楼盖能够大范围推广应用,有必要对其高温和静力性能加以研究。本文主要采用ABAQUS有限元模拟与试验相结合的手段进行研究,并提出了几种实用的密肋楼盖理论计算方法。首先进行了楼盖静力加载试验。试验结果表明:由于肋梁节点螺栓孔的削弱,导致双向板局部承载力不足,发生局部冲切破坏,两方向肋梁裂缝分布较均匀,均属于受弯破坏型裂缝,荷载传递模式为双向传递;单向板由于放置了8个垫块,未发生冲切破坏,肋梁裂缝主要分布于短跨肋梁,同样属于受弯破坏型裂缝,荷载传递模式为沿着短跨肋梁单向传递;两楼盖破坏时,最大挠度变形均超过50mm;整个加载过程中,两板均未发生泡沫块整体脱落现象,表明泡沫块与肋梁粘结性能良好。采用ABAQUS有限元软件,对楼盖在ISO834升温曲线作用下的温度场特点进行了模拟分析,模拟结果表明:由于泡沫块优异的保温隔热性能,使得在板底受火条件下,楼盖顶面温度保持在室温,且沿楼盖纵横截面,在肋梁与泡沫块交界截面明显表现出温度梯度变化。通过静力模拟,确定了两种不同类型楼盖在不同边界条件下的极限承载力。通过热-力耦合模拟,楼盖在3kN/m2外荷载和2小时高温作用下,多个短跨跨中钢筋和边支座钢筋已经屈服。主要由于钢筋保护层较小,高温作用下,钢筋温度较高,承载力锐减。对于密肋楼盖的理论设计,提出了多种实用的计算方法,通过对比发现,基于弹性力学算法的拟板法内力值求解结果与模拟值最符合。其他实用计算方法由于未考虑翼缘增强作用,内力计算结果偏大。通过以上研究,掌握了密肋楼盖的性能特点。可以为密肋楼盖的设计、施工,提供有价值的参考。