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单层壁式混凝土空腹桁架的设计计算研究

向前旺  
【摘要】: 目前有关空腹桁架的研究多主要集中在杆系空腹桁架上,对壁式空腹桁架的研究比较少,虽然《混凝土结构设计规范》对深受弯构件和深梁的设计有规定,可以作为壁式混凝土空腹桁架结构杆件设计的依据,但这种结构在结构构成、受力特点等方面还有许多需要进一步认识的地方,在截面设计方面也有需要进一步探讨的问题。 本文均在竖向荷载作用下对空腹桁架进行受力分析,首先研究了杆系空腹桁架结构在均布荷载下的受力和变形性能,并利用正交试验设计法分析各种因素(跨度、高度、节间距、弦腹杆截面尺寸及支座形式)对空腹桁架的承载力和变形能力的影响,研究表明节间距和弦腹杆截面尺寸对空腹桁架的承载力影响十分显著,最后定量分析了各因素对其承载力的影响,得出了各因素较合理的取值范围,为结构选型提供理论依据。 提出了壁式空腹桁架的概念,初步指出壁式空腹桁架与杆系空腹桁架的区别,在此基础上对壁式混凝土空腹桁架结构的理论基础进行了阐述,分析了跨高比、节间距和弦腹杆截面尺寸对其承载力的影响,总结出壁式空腹桁架的受力特点。 针对壁式空腹桁架的特点,研究了壁式空腹桁架的整体计算,得出利用STAWE软件和ANSYS软件进行壁式空腹桁架的整体计算比较合适的结论。本文采用ANSYS中的PLANE42单元来模拟分析和计算壁式空腹桁架。 对于壁式空腹桁架构件的设计,引进规范对腹部均匀配筋的偏心受压构件的设计思路,运用曲线拟合的方法并考虑钢筋等级对承载力的影响提出公式,通过算例进行对比分析,计算结果较为理想。


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