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蘭州空心樓蓋與實心樓板在高層結構設計中的對比!

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蘭州空心樓蓋與實心樓板在高層結構設計中的對比!

發布日期:2019-11-28 作者:蘭州空心樓蓋 點擊:

  近幾年,在建築行業中開始推廣使用空心樓蓋結構,尤其對於高層結構。在高層建築中,空心樓蓋結構的優點很顯著。它的結構自身重量較小,需要使用的鋼筋量也比較小,施工過程簡單。同時,空心樓蓋有利於節約施工材料與工程成本,降低工程造價,縮短工程時間等。但是和實心樓板相比,二者在結構上有明顯的不同。今天蘭州空心樓蓋">甘肅河邦商貿有限公司針對空心樓蓋與實心樓板結構進行建模、運算,按照所得數據,對比二者的各項功能。

一、空心樓蓋與實心樓板的結構概述

  在傳統的高層建築中,都會應用到實心樓板結構。這是因為實心樓板的厚度較小,剛度較小。因此,如果在研究受力情況時,隻顧及樓板可能會框剪結構內的梁或者框架,可能會存在局限性。而且,樓板與框剪結構內的梁或者框架之間是互相對立的,需要從不同角度分析。不應該考慮二者的變形,以及關於樓板的問題。但是,盡管空心樓板結構屬於空心的。然而,它的厚度比較大,而且扁梁較多,有時還存在梁高和板厚相同的情況,樓板會在很大程度上影響到梁。另外,空心樓板內模中是肋梁,如果將肋梁作為結構梁,那麽空心樓蓋結構可以被當做密肋梁結構。因此,空心樓板結構與實心樓板之間有明顯的不同之處。

二、計算比較分析

1、樓層測向剛度

  由所得數據可知,在空心樓板結構中的隔層測向剛度隻有實心樓板的一半。高層結構的豎向構件和它們之間的關係會直接影響到高層結構的抗側剛度。本文所舉的空心樓蓋和實心樓板的豎向構件是一致的,因此如果它們的測向剛度存在不同,必然是梁板因素的影響。與空心樓蓋相比,實心梁板結構的梁高大於扁梁,抗彎剛度比較強。因目前結構計算分析軟件的限製,樓板與結構梁獨立計算,未能充分考慮到厚度大的空心樓板對整體結構的剛度貢獻,故計算出來的側向剛度會比實際的要小。

2、地震作用下最大層間位移

  首層兩種結構的最大層間位移幾乎相等,隨著樓層增加,空心樓蓋結構的最大層間位移開始大於實心樓板結構,而且相差的幅度也隨著樓層的增加而增大,在最高層的位置空心樓蓋結構的最大層間位移是實心梁板的兩倍多。首層的層間位移幾乎相等是因為受到了基礎的強約束,隨著層數增加,受到的約束越來越小,在地震作用下層間位移便越來越大了。在較高樓層,空心樓蓋結構的最大層間位移之所以遠大於實心樓板結構的兩倍有餘是因為上述的側向剛度計算結果所導致的。值得注意的是,空心樓蓋最大層間位移出現在樓層的位置與實心樓板的不一樣。空心樓蓋結構的最大層間位移出現在第7層附近,而實心樓板結構的出現在第5層附近。這說明空心樓蓋結構最薄弱的位置比實心樓板結構的要高,應注意薄弱位置的加強。

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3、最大層間位移角

  空心樓蓋結構的最大層間位移角都比實心樓板結構的要大,且最大層間位移角出現的位置也都比實心樓板結構的要高,與上述的計算結果保持一致。高層建築最大層間位移角限值為1/800,兩者均滿足此限製,同時可以看出實心樓板結構的偏於安全,而空心樓蓋結構偏於經濟。這裏還值得分析的地方是,風荷載導致空心樓蓋結構的最大層間位移角大於實心樓板結構的兩倍,而地震作用產生的最大層間位移角卻少於實心樓板結構的兩倍,這裏的原因是空心樓蓋結構的整體質量小於實心樓板結構,地震作用就會相對較小,因此兩者地震作用下的最大層間位移角會相差得比較小。這裏可以體現空心樓蓋結構能夠減小地震作用的特點。

4、前三振型的自振周期與振型參與質量

  空心樓蓋結構的前三個振型自振周期都比實心梁板的要大,比後者大30%左右,但是振型的參與質量比實心梁板的要小。自振周期長,說明空心樓蓋結構的整體剛度較柔,與上述的計算數據是吻合的,實心梁板結構整體剛度大,較為吸收地震作用,產生的地震力大,為了保證結構安全會提高整體造價,這裏再次體現空心樓蓋減小地震作用,降低造價的特點。

5、結構地震作用下地震力及地震剪力

  兩種結構在底部3層的地震力相差無幾,從第4層開始空心樓蓋結構的地震力小於實心梁板結構,隨著樓層增加,相差幅度越來越大,在第11層達到最大,然後兩者的地震力又開始趨向一致。結構頂層地震力突然增大,是鞭梢效應的影響導致地震力放大的結果。空心樓蓋結構首層地震剪力比實心梁板結構小,相差幅度大約為28%。隨著樓層增加,相差幅度逐漸減小,到頂層兩者的地震剪力幾乎相等。空心樓蓋結構的地震力比實心梁板的小緣於其整體質量比較小,雖然前麵其他數據分析這樣會減小整體剛度,抵抗力會下降,位移會增大,但是地震力減小,能夠大大提高結構的經濟性,而且還能保持結構在規範的安全範圍內,這是空心樓蓋結構得以逐漸推廣的重要原因之一。

三、結語

  綜上所述,空心樓板結構中,結構梁有所減少,剛度也不夠大。與實心樓板相比,它的剛度較小,在最大層間的位移和產生的位移角度都偏大,處於的位置也偏高。另外,空心樓板的質量也比較小,這會在一定程度上削弱地震力,有利於降低高層建築物的工程成本,降低工程造價,從而增強建築物建設的經濟性。

本文網址:http://www.wizgamerz.com/news/402.html

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