第一章绪论
1.1钢筋混凝土楼板体系
楼板体系是构成建筑空间和结构体系的重要组成部分，作为建筑中的水平结构体系承受并传递竖向荷载；同时，水平荷载如地震作用、风载等的传递，楼板协调各抗侧力构件共同工作，然后在各抗侧力构件中分配。关于水平分体系的整体结构性能，在参考文献《结构概念和体系》作了比较详细的介绍，而在各种楼板结构中，钢筋混凝土楼板的应用最为广泛。选择合适的楼板结构型式，对于整个建筑物的使用功能和建筑技术经济指标至关重要。
楼板有许多类型，按支承条件，钢筋混凝土楼板可以分为无梁楼板与有梁楼板两大类型。选择那种楼板最经济合理是设计者最关心的问题。楼板类型选择合理与否直接影响结构受力、工程投资和建筑效果。不同类型的楼板，有不同的计算方法，相同类型的楼板，思路不同，则计算方法也不一样，不同国家之间的方法也有许多差别。本文将介绍梁板结构内力分析的几种方法并做详细的对比分析，以期探讨凝土梁板协同工作机理，了解梁板结构在弹性及进入弹塑性状态下的内力分布的变化规律。
1.2钢筋混凝土梁板结构内力分析方法
现浇整体式楼板通常为由梁、板所组成的超静定结构，其内力可按弹性理论及塑性理论进行分析。按塑性理论分析内力，使结构内力分析与构件截面承载力计算相协调，结果比较符合实际且比较经济，但一般情况下结构的裂缝较宽，变形较大。
楼板结构按弹性理论及塑性理论进行分析时，可根据计算精度要求，釆用精细分析方法或简化分析方法。精细分析方法包括弹性理论、塑性理论方法以及线性和非线性有限元分析方法。简化分析方法是在一定假定基础上建立的近似方法，可分为以下两种：
（1）假定支承梁的竖向变形很小，忽略不计，将梁、板进行分开分别计算。此法根据作用于板上的荷载，按单向板或双向板计算板的内力；然后按照假定的连续梁、板法（用于计算单向板助梁楼板、查表法和多跨连续双向板法（用于计算双向板助梁楼板，以及基于塑性理论的弯矩调幅法和基于板破坏模式（假定支承梁未破坏）的塑性极限分析方法。
这种分析方法不考虑梁、板的相互作用，当支承梁的刚度比板的刚度大较多时，其计算结果满足工程设计的精度要求。此法适用于梁支承板楼板结构的设计。
（2）考虑梁、板相互作用，按楼板结构进行分析。此法根据作用于楼板上的荷载，将楼板作为整体计算梁和板的内力。包括基于弹性理论的直接设计法、等代框架法和拟梁法等，以及基于塑性理论和梁一板组合的破坏模式（支承梁可能破坏）的塑性极限分析方法。
这种分析方法考虑了梁、板的相互作用，可用于计算无梁楼板以及支承梁刚度相对较小的助梁楼板的内力。此法适用于柱支承板楼板结构的设计。
目前，在现绕混凝土楼板的设计中通常采用以下几种方法：线弹性分析法、塑性极限分析法、塑性内力重分布法、平面框架法、有限元法等。其中有限元法由于计算量大，往往很难在工程中推广应用，只是一种辅助分析方法。
第二章钢筋混凝土梁板结构弹塑性对比分析
2.1模型简介
本章采用前文介绍的三维条带法，利用SAP2000按三维条带法的荷载分配及板条划分方式进建立模型计算，再利用MIDAS CIVIL进行线弹性计算梁板单元、实体单元建模，并通过与直接设计法、非线性有限元法（ANSYS）的计算结果比较，指出三维条带法的合理性。共计算分析了不同板厚、梁高、跨度、以及次梁的多种布置方式等15个模型。
其中模型一~五为3*3跨的主梁楼盖结构，以改变梁高的方式，进行探讨不同梁高时梁板弯矩的分布情况；模型六九为带次梁的主次梁楼板，进行探讨不同梁高时梁板弯矩的分布情况。模型十为两边跨带次梁，中间跨无次梁的结构；模型十一为中间跨带次梁，两边跨部分无次梁结构；模型十二结构类同模型十，但次梁位置不居中；模型十三同模型十，但中间跨长度为3m，模型十四类同与模型四，但中间跨长度为3m，模型十五x方向跨度为9m，板厚为140mm。这15个模型分别有不同梁高、次梁的多种布置方式以及跨度、板厚等工程中常见的结构形式，具有一定的代表性。
2.1.1结构荷载计算
根据模型数据，査阅相关规范求得结构所承受的荷载数据如表2.1；
2.1.2弹塑性解等效弯矩的计算
非线性分析考虑了材料的非线性特性，当荷载较小时结构处于弹性阶段，未开裂；当荷载较大时，结构开裂，进入塑性阶段，内力也随之发生重分布。弹性分析不能体现结构塑性内力重分布的影响，故本文釆用非线性分析法，使得有限元模拟的效果能反映真实受力。
不同的结构设计方法有着不同的配筋方式，各截面处的钢筋应力也不相同。根据研究可知，结构的实际弯矩分布规律基本上不随设计方法的不同而改变，改变的只是相应截面的配筋面积和钢筋应力。故本文采用三维条带法设计下钢筋的应力乘以相应的钢筋面积求取各关键截面的弯矩，以之作为有限元法的分析结果，即真实弯矩。
2.2模型一~五弹塑性对比分析
按梁板刚度比的不同文中设计了五个计算模型，当改变梁高，结构的梁板刚度比发生变化，不同的梁板截面尺寸与梁板刚度比的关系见表2.2。模型一至模型五平面简图如图2.1所示。
模型数据如下：柱网尺寸为6000mm*6000mm，柱截面尺寸为400*400，柱高4200mm，柱保护层厚度为25mm，梁保护层厚度为25mmm,板厚120mm，板保护层厚度为15mm。
本节中所使用的截面1-1~截面5-5分别表示：截面1-1为沿边梁截面；截面2-2为边跨跨中截面；截面3-3为沿内梁左侧截面；截面4-4为沿内梁右侧截面；截面5-5为内跨跨中截面。平面x方向，y方向如图2.1所示。
2.2.1模型一（梁250*300）
结构模型梁截面为250mm*300mm，板厚120mm，分别采用梁板单元、三维实体单元、直接设计法和三维条带法分别计算各截面弯矩，并利用ANSYS建模进行非线性分析，提取各关键截面钢筋应力，求得等效弯矩；五种方法进行比较，进一步验证三维条带法的合理性。各关键截面及梁的弯矩图如下：
此截面为沿边梁板截面，由截面我们可以看出，梁板单元结果与实体单元结果相接近，梁板结果稍大于实体单元板弯矩值。而直接设计法、三维条带法和弹塑性计算结果都非常的小。该截面位于边梁附件，属于约束较弱的端跨部位，其分配到的弯矩较少，按照构造配筋进行设计即可保证安全。
第三章结论与展望..........130
3.1全文总结............130
3.2展望..........131
第三章结论与展望
3.1全文总结
1.釆用弹性有限元的实体单元较弹性梁、板单元分析的内力有明显差异，特别是板的跨中正弯矩及梁的支座负弯矩，其弹性实体单元分析的弯矩约为梁板单元的60%，非线性有限元与弹性梁板单元分析的内力有更大的差异，除支承于框架梁上的楼板负弯矩外，几乎所有位置上，非线性分析的弯矩仅约为弹性梁板单元的30%-35%，而对于支承于框架梁上的楼板负弯矩，则非线性分析结果约为弹性梁板单元的100%-120%，其最大弯矩值比约为1.2~1.6之间；其主要原因是板的膜效应与非线性发展的结果。总体来说，梁板单元计算结果大于三维实体单元结果，实体单元结果大于弹塑性结果，其主要原因是板的膜效应与非线性发展的结果，实体单元能考虑梁板协同作用影响，特别是在板跨中正弯矩处及梁弯矩更明显与弹塑性结果相接近。
2.支承于框架梁处的楼板负弯矩的非线性分析结果约为相应跨中正弯矩的5~8倍，而弹性分析为1.5~2.5倍左右。这说明线弹性方法存在不合理的地方，结构受力较小的地方，设计弯矩较小，而结构受力较大的地方，设计弯矩较大。按照这种设计方法进行设计，导致结构配筋和实际情况相差巨大，不利于结构的安全储备。
3.梁板刚度比梁板刚度比对梁、板截面弯矩分布影响非常大，不同梁板刚度比下弯矩分布有很大差异。目前我国现绕楼板板设计釆用不考虑梁板刚度比、梁竖向位移的设计方法会产生较大的误差，美国ACI直接设计法在这点就是更进—步的地方；
4.对比三维条带法的弯矩与有限元求得的真实弯矩，经分析可知，三维条带法能够很好地反映结构的受力特点，按该方法设计的结构具有足够的安全储备，而且线性单元缩短结构分析时间，更便于结构设计，具有较好的工程可行性。
5.直接设计法与梁板单元计算结果基本相接近，这说明直接设计法是弹性解和经验的总结成果，而该法是根据弹性理论下的弯矩分布、屈服线理论下的强度分布、在模型和原型结构上的试验结果以及板的实际建造经验等所作的分析研究结果而得出的。但是当梁板刚度比大于1时，梁的分配比例占柱上板带的85%，保持不变，但是根据计算发现，这是不甚合理的。而且这是一种经验设计方法。其限制条件诸多，不能广泛被应用。
6.塑性内力重分布调幅法是在连续单向板计算时依据弹力理论考虑塑性内力重分布后进行调幅后的一种经验法。本文梁板单元和弹塑性结果的对比也为调幅法提供了一定的理论依据。
7.弹性查表法及塑性铰线法非常粗糙，弹性查表法为弹性梁板单元的最大值。却无法考虑不同梁板刚度的影响。
8.在边梁附近的截面，板真实弯矩较小，而梁板单元和实体单元计算弯矩值都较大；这是由于边梁协调扭转的影响所致。
总的来说，三维条带法作为一种新的设计方法，它的使用没有直接设计法那么多的限制条件，按三维条带法设计的结构有着良好的受力性能，经验丰富的工程设计人员可根据需要适当调整相应截面处的内力，使结构的受力更趋于真实，钢筋应力分布更均匀，充分发挥材料性能，提高结构的极限承载能力。
参考文献（略）