型钢轻骨料混凝土组合夹芯板的试验研究

论文摘要

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。

论文目录

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