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型钢轻骨料混凝土组合夹芯板的试验研究

作 者: 田始浩
导 师: 刘殿忠
学 校: 吉林建筑工程学院
专 业: 结构工程
关键词: 型钢—混凝土组合空心板 轻骨料 挠度 滑移 有限元法
分类号: TU398.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 5次
引 用: 0次
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内容摘要


钢-混凝土组合结构,作为一种新型的结构形式在国内外的应用发展较快,它能充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压的优点,因而应用领域比较广泛。本文给出另一新型组合板:型钢—轻骨料混凝土组合夹芯板,该结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工方便等优点,并且解决了型钢结构防火及耐腐蚀性差的缺点。通过广泛查阅资料,本文对型钢—轻骨料混凝土组合夹芯板进行了一系列的理论分析,并运用弹性理论、塑性简化理论来推导夹芯板的抗弯承载力和变形计算公式。对型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板进行静力试验,分析其受力特征。该试验主要测试了在各级荷载作用下型钢和混凝土的应变、交接面的滑移、板的挠度及裂缝的开展情况等。通过对照试验结果与理论结果,我们发现,依照塑性简化理论计算出的极限承载力与试验值吻合的比较好,而按照换算界面法所得挠度值则小于试验值。由此说明交接面处的相对滑移对夹芯板的变形影响不能忽视,并导出了考虑滑移时的挠曲微分方程。根据不同的边界条件求出微分方程的解。试验验证用该公式计算挠度是可靠的。运用有限元软件对夹芯板进行非线性分析,并将计算结果与理论结果、试验结果进行对比,吻合比较好,对完善型钢-轻骨料组合夹芯板的设计具有一定的参考价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-18
  1.1 概述  8
  1.2 国内外钢—混凝土组合结构的发展现状  8-13
    1.2.1 型钢-混凝土组合结构的发展现状  8-11
    1.2.2 钢-混凝土组合板的发展现状  11-13
  1.3 型钢-轻集骨料混凝土组合结构的研究概况  13-15
  1.4 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板的特点  15-17
  1.5 课题来源  17
  1.6 本文研究的主要内容  17-18
第2章 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板的性能分析  18-28
  2.1 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板的承载力计算  18-20
    2.1.1 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板承载力计算  18-19
    2.1.2 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板塑性极限分析  19-20
  2.2 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板的挠度计算  20-27
    2.2.1 采用换算截面法计算型钢-轻骨料混凝土夹芯板的挠度  21-23
    2.2.2 考虑滑移时夹芯板的挠度计算  23-27
  2.3 本章小结  27-28
第3章 型钢-轻骨料组合夹芯板的试验研究  28-45
  3.1 型钢-轻骨料夹芯板试验研究的目的  28
  3.2 试验内容及试件制作  28-34
    3.2.1 试验内容  28
    3.2.2 材料性质  28-30
    3.2.3 试件制作  30-34
  3.3 加载及测试  34-35
  3.4 试验结果分析  35-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 型钢-轻骨料混凝土组合夹芯板的有限元分析  45-65
  4.1 有限单元法的概述  45-52
    4.1.1 有限单元法基本概念  45-48
    4.1.2 混凝土的本构关系  48-49
    4.1.3 混凝土的裂缝模型  49-50
    4.1.4 钢材的本构关系  50-51
    4.1.5 破坏准则  51-52
  4.2 有限元模型的建立  52-56
    4.2.1 单元选择  53-54
    4.2.2 模型的建立  54-56
  4.3 计算结果分析  56-63
    4.3.1 非线性分析  56-60
    4.3.2 挠度结果分析  60-62
    4.3.3 应变对比分析  62-63
  4.4 本章小结  63-65
结论及展望  65-67
参考文献  67-71
攻读学位期间发表的学术论文  71-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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