低肋大跨度板力学性能研究

论文摘要

随着中国经济水平的提高,人们对住宅消费品的要求越来越高。家庭的人口结构是变化的,人们对住宅空间功能的要求也是多样的、变化的,适应性住宅应运而生。而实现大空间适应性住宅的关键是力学性能和经济指标良好的大跨度板,本文运用ANSYS 软件对低肋大跨度板的力学性能做研究。首先,为了更好的了解40mm 厚板壳的受力性能和板壳在整个低肋大跨度板中的作用机理,本文在同样的荷载和约束条件下建立了此种板有板壳和没有板壳时的实体有限元模型。通过两种模型的对比分析,揭示板壳在此种板中的力学作用和应力分布情况以及板肋的扭转规律和板的挠度情况。其次,通过大量的数据分析,发现低肋大跨度板的板壳中间大部分区域全截面受压,这主要是由于薄板的薄膜效应引起的。板肋的相对刚性,使板壳的水平变形受到约束,为了保证边界条件和位移协调,板肋必然会给板壳一个作用反力。最后,对板肋在垂直于其跨度方向上肋顶和肋底相对位移的数据进行了分析,这种肋顶和肋底的相对位移是由肋梁受扭产生的。可以通过扭转相对位移的对比分析来了解板肋的受扭规律。分析发现:低肋大跨度板边上三根板肋受扭程度较大; 同一根板肋中,靠近跨中的地方扭转程度比端部大。总而言之,低肋大跨度板的板壳具有良好的力学性能,板壳把整个大跨度板连成一个空间整体,大大的提高了这种板的刚度,板的挠度满足规范的要求。本文对低肋大跨度板力学性能的研究,主要是为了后面的试验研究和工程试应用做准备,具有一定的实用性。目前直接用实体有限元的方法对双向带肋的板进行计算的研究还很少,希望作者的工作能起到抛砖引玉的作用,为住宅大跨度空间结构的研究和实际应用提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及意义
• 1.2 大跨度楼板在国内外的研究和应用现状
• 1.3 本文研究的基本思路和主要工作
• 2 楼盖的基本理论
• 2.1 古典板的基本理论
• 2.2 薄板弯曲的微分方程
• 2.3 楼盖的形式及目前的应用
• 2.4 目前针对密肋楼盖内力的计算方法
• 2.5 本章小结
• 3 有限元原理介绍
• 3.1 有限元法在计算机中的应用
• 3.2 ANSYS 软件的发展和功能
• 3.3 用ANSYS 软件解决土木工程问题的一般步骤
• 3.4 本章小结
• 4 研究对象及结果分析
• 4.1 本文研究对象
• 4.2 ANSYS 分析及建模过程
• 4.3 结果分析
• 4.4 结论
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致 谢
• 参考文献
• 附录 I 攻读学位期间发表论文情况