钢筋混凝土梁式转换层有限元分析.pdf

赵领志 ： 钢筋混凝土梁式转换层有限元分析 8 3 D OI ： 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i d w j z 2 0 1 5 1 0 0 3 3 钢 筋混凝土梁式转换层有 限元分 析 赵领志 ( 天津市房 屋鉴 定建筑 设计院 。 天津3 0 0 3 8 1 ) 【 摘要】 采用大型有限元软件对钢筋混凝土梁式转换层结构进行计算分析， 分别建立整体和局部的有限 元模型， 模拟转换层中转换梁、 楼板及支撑的受力状态， 经过计算得出， 有限元软件 A B A Q U S能够有效地模拟结构 整个受力过程， 完整地呈现结构的变形结果， 观察整个结构在受力过程 中的荷载情况。转换梁的 自重大， 对结构 的承载力影响很大， 所以设计单位在设计结构时将转换梁部位验算作为重点。 【 关键词】 梁式转换层； 有限元模拟； 应力分析； A B A Q U S 【 中图分类号】 T U 3 7 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 1 0 0 0 8 3 0 3 近 年来 ， 一 座 大厦 的 功能越 来 越复 杂 ， 在 不 同 的 楼层需要不同的功能， 因此需要结构设置不同的开间 和户型。以建筑的角度来看 ， 上部需要小开间作为公 寓住宅等 ， 中部需要中等开间作为办公室等， 而下部 则需要较大开间作为商业区和活动中心 - 3 3 。 然而从结 构 角度 看来 ， 结 构 下部 受 到 的荷 载 大 ， 上部受到 的荷载小， 但是上部柱 网却 比下部柱 网密 集 ， 这就需要设置一个转换结构 ， 使上部结构的力传 递下来， 转换层就起了这个作用 ， 因此 ， 转换层在高层 建筑 中尤为重要 “ 。高层建筑由于其功能的需要都 带有转换层 ， 转换层起了承上启下的作用 ， 使整个结 构 的刚度变化均匀 ， 防止 了从 小柱 网结构 到底 部大柱 网的刚度突变， 保证了结构的整体稳定性 ， 更防止了 在地震作用下由于刚度突变而引起的结构下部坍塌， 对结构的整体安全性起 了重要作用 ， 所以对转换层的 研究尤 为重 要 1 钢筋混凝土梁式转换层 有限元模型的建立 1 1 有 限元软件 的选择 超高层转换层模板支撑系统是一种相关模板 的 支撑架和钢筋混凝土的主体相互作用与相互合作 的 系统 。这种系统是 由整体结构共 同承担 内力与荷 载的， 例如新浇注的楼层和拆除楼体支撑架等。这种 承载系统是一种结构形式 、 受力状态和材料属性都随 时间和空间变化的体系。钢筋混凝土结构和支撑架 是在空 间上 成为 相对 应关 系 的。所 以这 种 支撑 系统 必须综合考虑时间和空间上的变化 ， 这也是本文运用 A B A Q U S 有 限元 软件建模 的原 因。 在超高层转换层结构中， 梁式转换层是一种既实 用又经济的一种转换层结构， 所以在实际工程中运用 比较多。运用 A B A Q U S有限元大型通用软件对超高 层结构的梁式转换层进行仿真模拟 ， 具有一定的实际 意义 。对钢筋 混凝 土 的粱 式转 换 层 和型 钢混 凝土 的 梁式转换层进行了 A B A Q U S有 限元仿真模拟和对 比 分析， 对不同的梁式转换层进行应力与变形分析 ， 观 察 转换层对下层构件应力应变的影响 。运用 A B A Q U S 对梁、 板、 柱等结构使用实体单元 ， 以得到转换梁的内 力， 以及下层结构的应力与变形 ， 通过数据对比分析， 讨 论转换 梁 在施 工 过 程 中对 下层 梁 、 板 以及 柱 的 影 响 ， 从 而确定施工 的最佳 方案。 1 2 有 限元模 型 此模型以某实际工程为例， 通过大型通用有限元 软件 A B A Q U S来实现实际工程的模拟， 通过有限元软 件的原理 ， 计算转换层和其他结构的应力及变形。此 工程为钢筋混凝土梁式转换层 ， 转换梁为三米高的大 梁 。建立 了以下有 限元模 型。 ( 1 ) 整体模型： 转换层部分层高 3 m， 标准层的 范 S 2 T B 1 0 0 0 2 32 0 0 5， 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝 土结构 设计规范 S 3 F o u t c h D A ，C h a n g P C A s h e a r l a g ano m a l y J J o u rna l o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ， 1 9 8 2， 1 0 8 ( 7) ： 1 6 5 31 6 5 8 4 苏彦江 钢桥构造和设计 M 成都： 西南交通大学出版 社 ， 2 0 0 6 5 罗涛 大曲率连续钢箱梁桥结构性能研究 D 西安： 长安大 学 ， 2 0 1 0 6 孔庆凯 ， 许春荣 ， 朱斌等 崇启大桥主桥钢箱梁高腹板设计 J 桥梁建设， 2 0 1 2 ， ( 2 ) ： 6 6 7 2 7 邹敏勇， 王金枝 无锡金匮桥主桥钢箱梁设计 J 交通科技， 2 0 1 1 ， ( 6 ) ： 1 1一l 3 8 李 国豪 桥 梁 结构 稳 定 与振 动 M 北 京 ： 中国 铁道 出版 社 ， 1 9 9 2 收稿 日期 2 0 1 5 0 61 8 作者简介 李泉智( 1 9 8 6一 ) ， 男， 黑龙江七台河人， 助理工程 师 ， 从事土建工程施工管理工作。