石膏空腔模异型网格无梁楼盖应力分析

石膏空腔模异型网格无梁楼盖应力分析

摘要:为丰富石膏空腔模无梁楼盖的结构形式,提出三种基于石膏空腔模的异型网格无梁楼盖结构,采用通用有限元软件ANSYS分析其X向正应力、XZ向切应力分布特点。

关键词:石膏空腔模异型网格无梁楼盖

磷石膏是磷化工产业的副产物,受到风蚀、雨蚀作用后污染环境,且堆场的建设和维护费用亦相当昂贵。我国每年排放大量磷石膏,仅贵州开磷的交椅山渣场、贾家堰渣场存放的磷石膏就上千万吨[1]。因此,磷石膏的处理和消化问题受到越来越广泛的关注。

磷石膏通过低成本的洗涤、煅烧等降害处理,加工成一定规格的空腔模壳,作为永久性模板,一次浇注混凝土形成无梁楼盖,称为石膏空腔模无梁楼盖。该楼盖结构消耗数量可观的废弃磷石膏,是解决上述问题的有效途径。

目前,技术成熟且在实际工程中应用的石膏空腔模无梁楼盖仅有双向密肋式无梁楼盖[2],其截面形式见图1。为丰富石膏空腔模无量楼盖的结构形式,提出4区格、5区格、9区格三种石膏空腔模异型网格无梁楼盖,分析其X向正应力、XZ向切应力分布特点。

1 分析模型

分析模型见图2～4,采用工形截面,楼板厚度为350 mm,上、下层

板厚度为50 mm,小肋梁宽度为120 mm,暗框梁宽度为400 mm。采用通用有限元软件ANSYS对上述三种楼盖作静力分析:混凝土强度等级采用C35,用SOLID65单元模拟;楼面恒荷载1.0 kN/m2、空腔模附加荷载1.0 kN/m2、活荷载3.5.0 kN/m2;结构自重由程序自动生成,密度为2500 kg/m2;内力按1.2×恒载+1.4×活载进行组合计算。

2 X向正应力分析

4区格、5区格、9区格无梁楼盖的X向(沿楼盖板面方向)正应力分布较复杂,具有如下共同点:各区格、各跨板均无明显的板带特征;楼盖的面部大部分区域承受压应力,楼盖的底部大部分区域承受拉应力,局部区域出现相反的应力值;柱端或框梁位置出现拉、压应力峰值。仅列4区格无梁楼盖X向正应力云图,见图5。

3 XZ向切应力分布

4区格、5区格、9区格无梁楼盖的XZ向(沿楼盖截面方向)切应力分布云图见图6。仔细观察云图可知:XZ向切应力由上、下层混凝土板和肋梁、框梁承受,且切应力峰值出现在柱端,沿肋梁方向出现较大的切应力值。

参考文献

[1] 胡友强.磷肥行业废渣磷石膏的综合循环利用[J].贵州化

工,2010,35(4):22-26.

[2] 肖良锦,曹磊芳,高朋朋.石膏空腔模填充混凝土空心楼盖研制及应用[J].四川建筑科学研究,2011,37(1):184-187.