现浇钢筋混凝土双向板挠度的试验研究

【摘要】： 冷轧双翼变形钢筋混凝土双向板,是采用新型冷加工钢筋施工、制作的双向板结构。本文共制作了四块配置冷轧双翼变形钢筋混凝土双向板试验模型(两块为普通梁双向板,两块为宽扁梁双向板),对试验模型在竖向荷载作用下的受力性能进行了试验和理论方面的分析。结合试验,本文研究了冷轧双翼变形钢筋混凝土双向板的受力性能,以及双向板结构的跨中挠度的计算方法,包括弹性阶段的挠度计算和带裂缝工作阶段的挠度计算。本文进行了如下的具体研究工作。 在试验研究方面,重点研究了四块试验双向板在竖向荷载作用下的裂缝出现、发展状况以及刚度、变形等方面的情况。试验证明,配置冷轧双翼变形钢筋混凝土双向板裂缝细而密,且发展缓慢;边梁对板的约束作用十分明显,主要反映在板的实测开裂荷载值较大及板的实测跨中挠度值较小,需要考虑边梁的约束作用。 在理论研究方面,本文对钢筋混凝土双向板弹性阶段的挠度进行了分析计算,探讨了带裂缝工作阶段的短期刚度和短期挠度的简化计算方法。 (1)弹性阶段的分析。采用弹性薄板法对普通梁双向板进行了挠度和内力方面的分析,得到了边梁扭转约束下普通梁楼板的跨中挠度计算公式,公式中通过梁抗扭刚度与板抗弯刚度的比值λ系数来反应梁对板的约束程度。对于连续多跨普通梁双向板,分析了相邻板格和荷载不利布置下对板跨中挠度的影响,并提出了相应的计算方法。对于宽扁梁双向板,在计算板的挠度时由于考虑的因素较多且互相影响,弹性薄板法分析较困难,因此本文采用有限元法进行分析。通过对三十五块宽扁梁双向板有限元模型的分析比较,得到了梁扭转约束下宽扁梁双向板的跨中挠度的拟合公式。对于连续多跨宽扁梁双向板,给出了相邻板格影响下板跨中挠度的拟合公式。 (2)带裂缝工作阶段的短期刚度和挠度分析。在使用荷载下,钢筋混凝土双向板短期刚度和挠度的计算是很困难的。本文研究发现,双向板跨中板带的截面刚度和单向受弯构件的变形规律是相似的,可按单向受弯构件的有关计算方法来计算双向板跨中板带的截面刚度。混凝土双向板在承受均布荷载时,它是双向受力的,弯矩较大的区域相对较小,且板的支座处也不会产生斜裂缝,按“最小刚度原则”计算板的短期挠度不再适用。因此,本文取双向板的跨中板带进行计算,将双向板的问题转化为单向板的问题,将计算跨分为若干区段,计算出每段的弯矩、刚度及曲率(或平均曲率)后,按曲率面积矩法计算板带的跨中挠度,计算结果同实测值相比吻合较好。 本文的理论计算结果得到了试验的验证,计算公式是可靠的,可供工程技术人员参考使用。