论文题目: 闭口压型钢板—混凝土组合楼板剪切粘结性能的试验研究和有限元分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 赵辉
导师: 史庆轩
关键词: 闭口压型钢板,组合楼板,剪切粘结承载力,滑移,有限元分析
文献来源: 西安建筑科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 近年来,压型钢板-混凝土组合楼板被广泛地应用于实际工程中的主要承重构件,这种组合结构能充分利用钢材耐拉,混凝土耐压的材料特性,并具有刚度大、延性好、抗震性能好、施工简便工期短、经济效益好等优点。为保证结构组合效应的发挥,组合楼板的剪切-粘结性能越来越受到工程设计人员的重视。目前,在设计中国际上大多数国家均采用由Porter等人提出的经验公式进行剪切粘结承载力计算。 本文以中冶集团建筑研究总院提供的闭口压型钢板为研究对象,对该形状钢板混凝土组合楼板的剪切粘结性能进行了试验研究,对组合楼板发生剪切粘结破坏时的受力性能及破坏机理进行了分析,提出了新的计算表达式。主要的研究内容和成果如下: 通过试验,对组合楼板在荷载作用下裂缝的产生发展及分布规律、钢板不同位置处应变的变化规律、组合楼板界面上的粘结滑移、组合楼板荷载-位移关系及极限承载力进行了测试研究。本次试验中所考虑的影响剪切粘结承载力的主要因素有:剪跨、钢板厚度、组合楼板高、压型钢板表面的加工处理及混凝土强度。通过对试验结果进行分析总结了压型钢板-混凝土组合楼板剪切-粘结破坏的形态及受力变形性能,并比较了不同影响因素对剪切粘结承载力的影响程度。 利用回归分析提出了以混碍土轴心抗拉强度设计值ft表征的剪切-粘结承载力计算公式,并得到了该试验板型的m、k粘结系数。分析表明,采用ft和采用国际上通用的（fc!）1/2表征的计算公式计算得出的结果具有等同的相关性和精度,这为组合楼板剪切-粘结承载力的计算适应我国规范体系提出了新的思路。 本文最后利用ANSYS有限元分析程序对试验板型进行了非线性模拟,以期得到较精确的通用的求解模型。模拟分析中不考虑试件与支撑构件间的连接及与其他构件间的共同工作。采用实体单元SOLID65和壳单元SHELL63来分别模拟混凝土和压型钢板,用Drucker-Prager模型描述受约束混凝土的本构关系,用理想弹塑性模型描述压型钢板的本构关系,通过有限元计算得出了构件的受力变形分布规律,并和试验值进行了对比。
论文目录:
1 绪论
1.1 概述
1.2 组合楼板的形式与特点
1.2.1 压型钢板的类型
1.2.2 组合楼板的分类
1.2.3 组合楼板的特点
1.3 国内外研究和发展现状
1.4 本文研究的内容和意义
2 压型钢板-混凝土组合楼板试验
2.1 概述
2.2 试件设计与制作
2.2.1 试件设计
2.2.2 试件制作
2.2.3 试件材料性能
2.3 试验装置、测点布置及测试
2.3.1 加载装置
2.3.2 测试内容及数据采集
3 试验结果分析
3.1 概述
3.2 试验过程和试件破坏模式
3.2.1 试件破坏过程描述
3.2.2 试件破坏模式
3.3 试验结果
3.3.1 钢板应力-应变曲线
3.3.2 荷载-位移曲线
3.4 组合楼板的承载力
3.5 组合楼板的延性
3.6 影响组合楼板破坏和承载力的因素
4 组合楼板的剪切粘结承载力
4.1 概述
4.2 破坏阶段划分
4.3 纵向水平剪切粘结承载力的计算理论
4.4 本文提出的计算公式
4.5 纵向水平剪切粘结承载力的计算公式之比较
5 压型钢板-混凝土组合楼板有限元分析
5.1 概述
5.2 单元类型的选取
5.3 材料本构关系及破坏准则
5.4 组合楼板的建模及计算
5.4.1 结构建模
5.4.2 ANSYS非线性分析方法
5.5 计算结果及分析
6 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
发布时间: 2005-07-19
参考文献
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