[发明专利]一种内置波纹圆筒空心楼盖刚度测算方法

说明书

本发明公开一种内置波纹圆筒空心楼盖刚度测算方法，其结合了钢筋混凝土板、加肋板以及波纹管的材料及构造特性，包括S1、结合波纹圆筒现浇混凝土空心楼盖的结构特性，引入笛卡尔坐标系，建立空心楼盖坐标图；S2、采用等效刚度的原则，同时考虑正交异性以及材料异性，引入波纹简化系数，对弹性力学中加肋板以及波纹板刚度公式进行改进，提出改进后波纹管空心楼盖的刚度公式；S3、内置薄壁波纹圆筒空心楼盖的X向与Y向可视为由多个等距的截面组成，各个轴上取其中一个单元截面进行分析；S4、计算平行于管轴方向板的抗弯刚度；S5、计算垂直于管轴方向板的抗弯刚度；S6、计算空心楼盖截面刚度。丰富完善了现有计算方式，是对现有刚度研究理论的创新。

技术领域

本发明涉及建筑测试领域，尤其是涉及一种内置波纹圆筒空心楼盖刚度测算方法。

背景技术

为了适应当今建筑行业的发展趋势，提升人们的生活环境质量，响应国家大力发展绿色节能环保政策，现浇混凝土空心楼盖的发展不仅是我国建筑行业的一大革新，同时对我国的经济价值体系起到了推动的作用。

2004年，我国发布了相关空心楼盖的技术规程《现浇混凝土空心楼盖结构技术章程》，虽然对我国空心楼盖无论是在结构设计上还是施工技术上都有着极为重大的意义，但在针对空心楼盖等力学性能的理论研究方面，高层建筑中的现浇混凝土空心楼盖面临着刚度等诸多理论问题，诸如针对各个不同类型的空心楼盖的结构内力计算的公式发展不完整、理论成果尚未健全。

如：李凤武先生针对薄壁箱体现浇混凝土空心楼盖进行研究，对影响楼盖内力与变形的因素进行了分析，提出了楼盖刚度和内力的简化计算方法，并且考虑了薄膜效应与已有的试验结果进行了对比分析，为薄壁箱体现浇混凝土空心楼盖提供了理论依据。

张先进先生对双向混凝土板进行了线荷载作用下的挠度分析，简化位移函数，分析正常使用状态下四边固支与四边简支条件下双向板的抗弯刚度的非线性特征，经过与ANSYS软件计算结果相比，导出了四边固支的抗弯刚度公式。

宗敏先生在已有的内置圆筒式空心楼盖的技术上，提出了新型大跨度双向空心楼盖，通过对有限元模型的分析，提出了该类楼板的弹性刚度计算公式和短期刚度的建议公式；2013年，汤磊等根据我国自定的相关规范与理论设计，结合了前人研究的新型港钢筋桁架双向板与现浇双向板对比的试验结果，对刚度计算的放大进行了修正，得到了新型叠合双向板刚度和挠度的计算方法。

纪海凤先生基于克希霍夫(Kirchhoff)理论的正交各向异性板的小挠度弯曲方程，应用了莱维法分析得出影响等效刚度的五个参数，采用单一变量法结合赛代尔波纹管等效刚度公式求解出了了四边简支条件下受到均布荷载的波纹板与方波纹板的等效刚度计算公式。

杜巍先生针对现存空心楼盖的内置模盒损耗过高的缺点而采用薄壁波纹管作为一种新型的填充模盒放置于混凝土空心楼盖当中。对薄壁波纹管进行了横向受压与受弯试验，并与内置塑料管的空心楼盖进行了抗弯试验对比研究，实验表明，薄壁波纹管提高了楼盖的承载能力，同时也得出了一种新的承载力与刚度的计算公式。

又如：CN201910720738.8，公开了一种预制组合式空腔楼盖空间受力的确定方法，包括步骤1、确定预制组合式空腔楼盖空间受力计算模型；步骤2、确定上、下表层板的平面刚度；预制组合式空腔楼盖的连接件视为剪力键，步骤3确定夹心层的基本位移和等代剪切刚度；步骤4、确定物理方程；步骤5、确定平衡方程；步骤6、以一个新的函数表示连续为夹层板的六阶偏微分方程，求解；全面考虑了预制组合式空腔楼盖的板中上、下表层板的厚度、剪力键最窄处宽度、板厚等对结构的受力性能影响，而且误差满足工程应用要求。

最近，郑先超先生等对一种加入高强钢筋密肋梁楼盖进行了水平荷载承载力性能的试验研究，分析了楼盖的变形能力，验证了楼盖刚度面内刚度无限大的假定。刘航先生结合了线弹性理论以及材料力学中的等效变形李坤推导出了半圆弧形波纹板和梯形波纹板的第二主向刚度的理论公式，并结合ANSYS有限元分析软件对其进行了验证。