某框架樓板厚度變化對(duì)樓板變形影響分析

楊 勇 黃劍平

（廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

0 引言

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中板厚度的變化會(huì)影響樓板自身的變形和改變樓板受力傳力路徑，許多學(xué)者對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件方面進(jìn)行了大量的研究[1-6]。結(jié)合具體工程實(shí)例，采用有限元法，分析了框架結(jié)構(gòu)中樓板厚度的變化對(duì)樓板沿長(zhǎng)跨在X、Y和Z向的變形影響。

1 工程概況

某亭子，長(zhǎng)跨6m，短跨4m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，沿長(zhǎng)向?yàn)閄方向，短向?yàn)閅方向，豎向?yàn)閆方向。利用有限元軟件分析了在不同樓板厚度變化下，樓板各方向變形性狀。樓板變化參數(shù)見表1。

表1 樓板變化參數(shù)

2 樓板變形分析

2.1 樓板X方向變形分析

圖1 為樓板中間X方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：沿長(zhǎng)跨在樓板中點(diǎn)左側(cè)，X方向的變形為先增大后減小，直至減小為零，變化數(shù)值為正。沿長(zhǎng)跨在樓板中點(diǎn)右側(cè)，X方向的變形數(shù)值也為從零開始先增大后減小，變化數(shù)值為負(fù)值。分析認(rèn)為：樓板中心左側(cè)變形數(shù)值為正，右側(cè)變形數(shù)值為負(fù)，說(shuō)明中心左側(cè)樓板受拉，右側(cè)樓板受壓。樓板沿長(zhǎng)跨拉力先增大、后減小至零后開始受壓，壓力先增大，快到邊緣時(shí)逐漸減小。

圖1 樓板X方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度變化曲線

隨著樓板厚度的增加，樓板X方向中間左右兩側(cè)的變形數(shù)值都是減小的，在板厚為250～300mm時(shí)減小幅度降低。說(shuō)明增加樓板厚度可以減小樓板X方向的變形，但是板厚增大到一定厚度后，影響作用減小。改變板的厚度不會(huì)改變變形為零的位置，始終發(fā)生在板的中間位置。

2.2 樓板Y方向變形分析

圖2 為樓板中間Y方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：樓板中間沿長(zhǎng)跨Y方向的變形很小，是由于中間沿Y方向在短跨正好是拉力和壓力交換的過(guò)渡階段，所以變形很小，但是變形比較復(fù)雜，板厚為100mm和250mm時(shí)，變形為負(fù)值；板厚為200mm時(shí)，變形為正值，變化都是比較平緩；板厚為150mm和300mm時(shí)，變形從正值逐漸減小到負(fù)值。由于是拉壓過(guò)渡階段，板厚的改變對(duì)變形比較敏感。

圖2 樓板中間Y方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度變化曲線

2.3 樓板Z方向變形分析

圖3 為樓板中間Z方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：樓板中間Z方向變形數(shù)值沿長(zhǎng)跨均為先增大后減小，在樓板中心處變化最大；隨著板厚的增加，樓板Z方向的變形均減小；從板厚為100mm到150mm，變形減小幅度最大；從板厚250到300mm，變形減小幅度減小。說(shuō)明增加板厚可以減小板Z方向的變形，板厚增加到一定厚度后，對(duì)Z方向的變形影響減小。

圖3 樓板中間Z方向變形沿長(zhǎng)跨隨樓板厚度變化曲線

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合具體工程實(shí)例，分析了樓板厚度變化對(duì)樓板變形的影響。

⑴增加樓板厚度可以減小樓板X方向的變形，改變樓板的厚度不會(huì)改變變形為零的位置。

⑵樓板中間沿長(zhǎng)跨在Y方向變形處于正負(fù)過(guò)渡階段，板厚的改變對(duì)變形影響比較敏感。

⑶樓板Z方向變形在樓板中心處最大，增加樓板厚度可以減小樓板Z方向變形。

分析結(jié)果可以為混凝土框架結(jié)構(gòu)中板的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。