马鞍型壳板的静力结构性能分析

论文摘要

马鞍形壳板的使用在国外出现于20世纪60年代，目前已达到了相当高的水平。当前，随着我国经济的不断发展，很多大型民用建筑如商场、仓库、工业厂房等楼面都需要大跨的屋面结构，而传统的屋面板由于跨度小、混凝土强度低等一些缺点，己无法满足发展的需要，因此马鞍形壳板的出现弥补了这一缺陷。目前，由于马鞍型壳板的研究较少，本文通过2块板的原型进行实验研究，分析其力学性能。主要工作及成果如下：1．将薄壳理论应用于马鞍板，在作出一些合理性假设的前提下，得出了一些相关的计算公式。2．为验证壳板的优异结构性能，进行了两块相同配筋、相同跨度的马鞍形壳板的原型试验。3．结合原型实验测试成果对试验板的结构性能进行了全面分析。主要通过静载破坏试验量测试验板的极限承载能力、开裂情况、变形情况等。试验之后，经试验数据和理论分析综合得出结论，这种板不论其板型、配筋、承载力还是构件刚度等方面均优于我国的传统屋面板，并且采用先张法施工，容易满足现场需要。4．采用有限元软件ANSYS对板壳的受力情况进行了模拟，并与实验相对比，其受力变形基本吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 薄壳结构的发展历史
• 1.2 预应力马鞍型壳板的发展历史与现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 板壳理论在马鞍板中的应用
• 2.1 薄壳概述与基本假设
• 2.2 正交曲线坐标系
• 2.3 壳体的正交曲线坐标
• 2.4 正交曲线坐标中的弹性力学几何方程
• 2.5 壳体的几何方程
• 2.6 壳体的物理方程
• 2.7 壳体的平衡方程
• 2.8 壳体的边界条件
• 2.9 壳体的无矩理论
• 2.10 马鞍型壳板简化
• 3 马鞍型壳板的试验
• 3.1 试验依据
• 3.2 试验壳板的制作
• 3.2.1 模型尺寸
• 3.2.2 试件制作
• 3.2.2.1 预应力张拉
• 3.2.2.2 混凝土工程
• 3.3 马鞍型壳板的静载试验
• 3.3.1 试验方法
• 3.3.1.1 加载方式
• 3.3.1.2 加载方案
• 3.3.1.3 量测方案
• 3.3.1.4 实验阶段的安全与防护
• 3.3.2 实验内容
• 3.3.2.1 钢绞线
• 3.3.2.2 混凝土板壳上下表面
• 3.3.3 量测方法
• 4 马鞍型壳板结构性能分析
• 4.1 预应力钢绞线分析
• 4.2 马鞍板承载性能分析
• 4.2.1 马鞍板施工阶段分析
• 4.2.2 分级加载下板的承载性能分析
• 5 马鞍形壳板的有限元分析
• 5.1 计算模型的确定
• 5.2 有限元分析过程的实现
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附件:硕士期间所发表的论文及参加的科研项目