石膏空腔模無梁樓蓋結構的拓撲與優(yōu)化.pdf

1、石膏空腔模無梁樓蓋是以預制石膏空腔模為永久性施工內模的整體現(xiàn)澆空心無梁樓蓋，具有較高的社會價值、經濟效益。但是，目前技術成熟且用于實際工程的石膏空腔模無梁樓蓋僅有雙向密肋式，其網格結構單一、結構自重大、經濟效益不明顯。因此，本論文主要研究開發(fā)新型的、構造合理、力學性能好、施工便捷、基于石膏空腔模的空心無梁樓蓋網格結構，以豐富該類樓蓋體系的結構方案，為下一步研究工作（減輕結構自重、提高經濟效益）做準備。
　　采用ANSYS提供的拓撲

2、優(yōu)化技術，對板（實體板）柱結構、暗框梁無梁樓蓋結構做豎向荷載作用下的拓撲優(yōu)化，根據(jù)拓撲優(yōu)化結果及工程經驗，對厚板做如下空心化處理：第一，將樓板腹部挖空，形成密肋式無梁樓蓋，肋間距一般不大于1.5m；第二，密肋式無梁樓蓋的小肋梁為實腹肋，其腹部仍有贅余部分，將密肋式無梁樓蓋的肋梁腹部再挖空，形成空腹板架式無梁樓蓋；第三，將樓蓋劃分成若干區(qū)格，形成井字肋-暗框梁無梁樓蓋，井字肋的間距一般為2m～3m；第四，采用其他網格形式的暗框梁無梁樓蓋結

3、構；第五，采用帶暗柱帽的板柱無梁樓蓋結構，暗柱帽上懸挑數(shù)根短肋梁，進一步增大樓蓋的體積空心率。上述五類結構即為石膏空腔模無梁樓蓋的拓撲結構。
　　根據(jù)五類拓撲結構及既有研究成果，設計12種可行的、空心率相當、基于石膏空腔模的空心無梁樓蓋的結構模型：T形截面的密肋式無梁樓蓋、空腹板架式無梁樓蓋、井字肋-空腹板架組合式無梁樓蓋，以及I形截面的井字肋-暗框梁無梁樓蓋（2種）、懸挑肋-暗框梁無梁樓蓋、4區(qū)格-暗框梁無梁樓蓋、5區(qū)格-暗框梁

4、無梁樓蓋、9區(qū)格-暗框梁無梁樓蓋、暗柱帽-懸挑單肋板柱無梁樓蓋、暗柱帽-懸挑雙肋板柱無梁樓蓋、暗柱帽-懸挑三肋板柱無梁樓蓋。
　　用ANSYS對上述12種結構模型做相同豎向荷載作用下的靜力分析，詳細研究了其撓度和應力分布。根據(jù)各自靜力特性，優(yōu)選出6種最為典型、力學性能最好的結構模型：密肋式無梁樓蓋、空腹板架式無梁樓蓋、井字肋-空腹板架組合無梁樓蓋、井字肋-暗框梁無梁樓蓋、9區(qū)格-暗框梁無梁樓蓋、暗柱帽-懸挑三肋板柱無梁樓蓋。研究表