混凝土开孔梁刚度及变形特性分析.pdfVIP

／罗罗0、尸 ＼ 『， ( 第19卷第5期 江 苏 理 工 大 学 学 报 VO1．19 No．5 1 998年 9月 Journal of Jiangsu University of Science and Technology SeD．1998 { {。} ){一 l一／／。 混凝土开孔梁刚度及变形特性分析 刘荣桂 苏润建 Td j ， ， — — — — — 一 摘 要 采用非线性有限元结构模型，利用正变设计原理与回归分析方法，在计 算机上进行|琵凝土开孔粱仿真试验，详细研究、分析开孔粱刚度覆变形特征． 关键词 混凝土结构 刚度 变形 中圈分类号 TU312 高覆鼢 开孔 ， 莽}1 ’ J 在高层建筑结构中，使用混凝土开孔粱，让结构的辅助设施(如通风、供热、供电、上下水管 道等)从粱的孔洞中通过，可以使建筑结构的总高度及自重降低，因而其综合效益显著． 目前对混凝土开孔梁的研究，主要集中在强度方面，口 而其刚度、变形方面的研究文献 尚不多见，有的虽有涉及但很肤浅．笔者认为，刚度与强度同等重要，而且在一定条件下(当刚 度或变形成为设计的制约因素时)还可能使刚度问题控制设计．因此全面了解开孔梁的刚度特 性，正确计算变形就显得十分重要．本文作为这方面工作的第一步，深^探讨、分析了开孔参数 对开孔粱刚度特性的影响，及在外荷载作用下，混凝土开孔粱刚度及变形的变化规律，为下一 步寻求开孔粱变形计算与刚度设计的简化方法积累资料．为了便于实用，本文以超静定开孔粱 为研究对象，采用非线性有限元结构模型．利用正交设计原理在计算机上进行超静定开孔梁仿 真试验，最后用回归方法对其刚度(变形)变化规律进行定量分析． 1 混凝土开孔梁刚度(变形)分析方法 1．1 计算模型 采用ADINA84自动动态增量非线性分析有限元程序． 其对应的计算模型为：钢筋为弹 塑性双线性模型；混凝土为非线性库存有限元模型(带有开裂和压碎)． 1．2 正交设计方法 为了在计算机上有效地进行仿真试验．笔者采用正交设计方法． 它的特点是：能在很多 的试验模型(或条件)中，选出代表性强的少数试验模型，并能通过这些少数模型试验的结果， 推出、找到最佳的试验模型；通过相应的方差分析，还可以进行试验因子显著性的检验，真值置 收穑臼新：l998 03一l2 ·国家自然科学基金重点蕈}助项日{59338] O) 越荣桂 江苏理工大学戤理系 镇江市 212013 苏滑建 镇 建筑设计研究院 铺扛市 212001 江 苏 理 工 大 学 学 报 1 998年 9月 信区间的确定等，以最少的试验达到最佳的效果．根据本文的要求，在配筋已经确定的条件 下， 因子有4个．即孔高、孔宽、孔的水平及竖向位置，故采用4因子三水平正交设计方案， 共有 9个试验．它所包含的信息量，可以与 3‘=81个一般模型试验所含的信息量相当． 1．3 回归分析方法 根据实验结果t回归出因变量与各自变量的相互关系，是本文的又一思路．根据文献[1]] 所建议的方法，采用多元线性回归模型： fY= +“ )一 o，D(“) d I ‘ ’ 式中：y是 维观察值； 是n×户已知矩阵，rank( )= H； 是户维未知参数．称回归系 数；“是”维非观察值，表示随机误差．模型的非线性关系通过变换来实现．回归结果的好坏以 参数S…R 分别表示(模拟曲线与真实曲线完全吻合时，S=0，R 一100 )．