带框复合墙板和屋面板的受力性能研究

摘要

随着建筑产业现代化的发展以及建筑节能的需求增长，具有施工便捷、保温效果好的复合墙板得到了越来越多的广泛应用。
　　目前，国内外针对复合墙板的承载性能已有较多研究，但对于带窗洞口的复合墙板的性能研究较少。墙板上的窗洞口对复合墙板的刚度和承载力具有一定的削弱作用。本文以美国关岛装配式酒店工程应用为背景，研究带洞口复合墙板以及复合屋面板的承载能力。
　　为解决带洞口复合墙板承载力的不足，本文提出了一种新型复合墙板，即带框复合墙板，通过在复合墙板内部设置暗柱、暗梁形成“框”来提高其抗弯和抗压承载力。通过对5块足尺具有窗洞口的新型带框复合墙板进行四点弯曲试验和偏心受压试验，考察其破坏模态和承载力性能。本文对复合屋面板设置暗梁、暗柱，并通过3块足尺带框复合屋面板进行弯曲试验，以考察其受弯性能。
　　试验结果表明，复合墙板的抗弯承载力满足关岛风荷载要求，抗弯刚度较高;在四点弯曲荷载和偏心受压荷载作用下，复合墙板能实现完全组合作用，两侧混凝土面板变形协调，截面变形符合“平截面假定”;复合墙板在四点弯曲荷载下发生延性破坏;最后利用中美规范对复合墙板的抗弯承载力进行了计算，计算值与试验值吻合良好。复合屋面板在横向均布荷载作用下，两侧混凝土变形协调，抗弯刚度大，抗弯承载力高，最终发生延性破坏。
　　本文利用Abaqus有限元分析软件对带框复合墙板的受弯性能进行模拟，将模拟结果与试验结果进行对比。结果表明有限元方法可以较好地模拟复合墙板在弹性阶段挠度、混凝土应变等受弯性能，但不能准确模拟弹塑性阶段的挠度变化特点。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 复合墙板在国内外的研究和应用概况

1．2．1 国外复合墙板的研究与应用情况

1．2．2 国内复合墙板的研究与应用情况

1．3 复合屋面板在国内外的研究和应用

1．4 本文研究内容

1．5 课题研究目的和意义

2．1 试件设计制作

2．1．1 试件设计

2．1．2 材性试验

2．1．3 试件制作

2．2 试验装置与加载

2．2．1 带框复合墙板受弯和偏心受压试验

2．2．2 复合屋面板受弯试验

2．3 试验量测

2．3．1 量测内容

2．3．2 位移和应变测点布置

2．3．3 试验量测仪器和安全保护装置

2．4 极限承载力的确定准则

第3章 试验研究

3．1 带框复合墙板的受弯性能试验

3．1．1 试验现象

3．1．2 试验结果及其分析

3．2 带框复合墙板的偏心受压性能试验

3．2．1 试验现象

3．2．2 试验结果及其分析

3．3 复合屋面板的受弯性能试验

3．3．1 试验现象

3．3．2 试验结果及其分析

3．4 本章小结

第4章 带框复合墙板的承载力计算

4．1 受弯承载力计算

4．1．1 中美规范中材料强度的换算

4．1．2 开裂荷载

4．1．3 极限荷载

4．2 偏心受压承载力计算

4．2．1 开裂弯矩的计算

4．2．2 偏压极限荷载

4．3 本章小结

第5章 带框复合墙板抗弯性能ABAQUS有限元分析

5．1 ABAQUS简介

5．2 带框复合墙板的数值模型

5．2．1 材料本构模型

5．2．2 单元选择、边界条件及网格划分

5．3 有限元模拟结果分析

5．3．1 带框复合墙板受弯性能的数值分析

5．3．2 中间墙高处挠度模拟结果分析

5．3．3 混凝土应变模拟结果分析

5．3．4 钢筋应力模拟结果分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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