王研 姜岚 张锴

0 引言

U型钢—混凝土组合空腹夹层板将下肋外包U型钢板，相对于普通混凝土空腹夹层板，具有结构高度小(仅为跨度的1/30～1/35)，可做到大跨度，大柱网，空腹可埋管线，施工速度快(相对于混凝土空腹夹层板)的优点。适用于跨度较大的公共建筑和多层工业建筑楼盖和屋盖［1］。已经用于我国香港主力电器(贵阳)公司厂房、黑龙江中医药大学文体中心等工程。

U型钢—混凝土组合空腹夹层板下肋为U型钢板与混凝土组合，U型钢板既可以作为下肋模板，又可以作为受力钢筋。在进行弹性阶段分析的时候，需要将下肋U型钢板—混凝土组合肋等效成一种均质的材料，通常的做法是将下肋U型截面钢根据式(1)折算为混凝土截面。

式中:AC——混凝土的截面面积;

AS——钢板的截面面积;

EC——混凝土的弹性模量;

ES——钢材的弹性模量;

IC——混凝土截面对组合截面形心轴惯性矩;

IS——钢板截面对组合截面形心轴惯性矩;

ESC——下肋等效弹性模量;

ISC——组合截面惯性矩。

对于钢—混凝土组合梁结构和钢管混凝土结构，一般采用式(2)合成法进行弹性模量的等效。

本文采用有限元数值分析的方法对U型钢板—混凝土组合下肋的弹性模量进行计算分析，并与公式法计算结果进行比较，对有限元计算结果进行回归分析，给出具有统计意义的等效弹性模量计算公式，供进行U型钢—混凝土组合空腹夹层板结构设计和分析时参考。

1 有限元模型的建立

通过有限元法计算U型钢板组合下肋等效弹性模量的基本思路:在有限元软件中建立U型钢—混凝土组合肋的实体模型。……