压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板的有限元分析

摘要

随着我国国民经济的不断发展，人们对房屋的建设提出了更高的要求，要求经济合理，结构性能好，施工周期短，并有利于环保。而钢结构建筑能比较好地满足上述要求。 钢-混凝土组合结构住宅是钢结构建筑当中常见的结构形式之一，通常这种结构形式以钢-普通混凝土组合梁、钢-普通混凝土组合柱作为骨架，以压型钢板-普通混凝土组合楼板作为楼板。与这种较为常见的楼板体系相比，压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板虽然研究较少，但是却拥有许多普通混凝土组合板无法比拟的优点。 鉴于压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板具有广泛的应用前景，而我国在这方面研究又比较缺乏，本文对这种新型结构型式进行了较全面的理论分析。 首先，本文在前人研究的基础上，对太原官地矿上的自燃煤矸石进行了三氧化硫含量测试，并试配了LC20、LC25、LC30三种强度的煤矸石轻骨料混凝土，其强度满足要求。 其次，本文在前人研究的基础上，进一步完善了压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板的计算理论。 再次，本文利用ANSYS分析软件对六块压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板进行了分析。得到了其在理想状态下的极限承载力，并分析了压型钢板和煤矸石轻骨料混凝土的应变、组合板挠度随荷载的变化规律。 最后，分析了组合板厚和煤矸石轻骨料混凝土强度等级对组合板承载力的影响。

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第一章绪论

1.1概述

1.1.1钢结构住宅的现状

1.1.2钢结构住宅发展前景

1.1.3钢结构住宅存在的问题

1.2国内钢结构住宅楼板发展动态

1.3煤矸石及煤矸石混凝土

1.3.1煤矸石简介

1.3.2煤矸石的危害、应用及治理对策

1.3.3煤矸石轻骨料混凝土简介

1.3.4煤矸石混凝土构件及结构承载力

1.4压型钢板--煤矸石轻骨料混凝土组合楼板介绍

1.4.1组合楼板的形式

1.4.2组合楼板的特点

1.4.3组合楼板的发展及研究现状

1.5本文的研究内容

第二章压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合板的计算理论

2.1组合板的承载能力计算

2.1.1组合板的破坏模式

2.1.2组合板的内力分析

2.1.3组合板的承载能力计算

2.2组合板的变形计算

2.2.1施工阶段变形计算

2.2.2使用阶段变形计算

2.3组合板的组合作用

2.4组合板的振动控制

2.5构造要求

第三章压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合板的有限元分析

3.1有限元法基本理论

3.1.1概述

3.1.2有限元法求解过程

3.1.3弹塑性矩阵[D]cp的推导

3.2 ANSYS软件

3.2.1 ANSYS软件简介

3.2.2 ANSYS功能特点

3.3有限元模型的建立

3.3.1概述

3.3.2单元类型

3.4 ANSYS分析压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板

3.4.1方案

3.4.2分析过程描述

3.4.3结果分析

结论与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文