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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
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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。
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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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