某框架樓板厚度變化對樓板變形影響分析

楊 勇 黃劍平

（廣東農工商職業技術學院）

0 引言

鋼筋混凝土框架結構中板厚度的變化會影響樓板自身的變形和改變樓板受力傳力路徑，許多學者對鋼筋混凝土框架結構及其構件方面進行了大量的研究[1-6]。結合具體工程實例，采用有限元法，分析了框架結構中樓板厚度的變化對樓板沿長跨在X、Y和Z向的變形影響。

1 工程概況

某亭子，長跨6m，短跨4m，采用鋼筋混凝土框架結構，沿長向為X方向，短向為Y方向，豎向為Z方向。利用有限元軟件分析了在不同樓板厚度變化下，樓板各方向變形性狀。樓板變化參數見表1。

表1 樓板變化參數

2 樓板變形分析

2.1 樓板X方向變形分析

圖1 為樓板中間X方向變形沿長跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：沿長跨在樓板中點左側，X方向的變形為先增大后減小，直至減小為零，變化數值為正。沿長跨在樓板中點右側，X方向的變形數值也為從零開始先增大后減小，變化數值為負值。分析認為：樓板中心左側變形數值為正，右側變形數值為負，說明中心左側樓板受拉，右側樓板受壓。樓板沿長跨拉力先增大、后減小至零后開始受壓，壓力先增大，快到邊緣時逐漸減小。

圖1 樓板X方向變形沿長跨隨樓板厚度變化曲線

隨著樓板厚度的增加，樓板X方向中間左右兩側的變形數值都是減小的，在板厚為250～300mm時減小幅度降低。說明增加樓板厚度可以減小樓板X方向的變形，但是板厚增大到一定厚度后，影響作用減小。改變板的厚度不會改變變形為零的位置，始終發生在板的中間位置。

2.2 樓板Y方向變形分析

圖2 為樓板中間Y方向變形沿長跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：樓板中間沿長跨Y方向的變形很小，是由于中間沿Y方向在短跨正好是拉力和壓力交換的過渡階段，所以變形很小，但是變形比較復雜，板厚為100mm和250mm時，變形為負值；板厚為200mm時，變形為正值，變化都是比較平緩；板厚為150mm和300mm時，變形從正值逐漸減小到負值。由于是拉壓過渡階段，板厚的改變對變形比較敏感。

圖2 樓板中間Y方向變形沿長跨隨樓板厚度變化曲線

2.3 樓板Z方向變形分析

圖3 為樓板中間Z方向變形沿長跨隨樓板厚度的變化曲線。從圖中可以看出：樓板中間Z方向變形數值沿長跨均為先增大后減小，在樓板中心處變化最大；隨著板厚的增加，樓板Z方向的變形均減小；從板厚為100mm到150mm，變形減小幅度最大；從板厚250到300mm，變形減小幅度減小。說明增加板厚可以減小板Z方向的變形，板厚增加到一定厚度后，對Z方向的變形影響減小。

圖3 樓板中間Z方向變形沿長跨隨樓板厚度變化曲線

3 結語

結合具體工程實例，分析了樓板厚度變化對樓板變形的影響。

⑴增加樓板厚度可以減小樓板X方向的變形，改變樓板的厚度不會改變變形為零的位置。

⑵樓板中間沿長跨在Y方向變形處于正負過渡階段，板厚的改變對變形影響比較敏感。

⑶樓板Z方向變形在樓板中心處最大，增加樓板厚度可以減小樓板Z方向變形。

分析結果可以為混凝土框架結構中板的設計和優化提供參考。