新型复合混凝土—石膏墙板抗震性能试验研究与数值模拟

摘要

积极研究和开发新型绿色环保建筑材料，推广绿色建筑墙体材料是我国住宅行业的发展趋势。绿色环保建筑材料石膏速成墙板在建筑结构中具有很多优势，最初是由澳大利亚设计生产的，近几年国内引进其相关技术并得到一定的发展。天津开发区福林发展有限公司开发生产了防水玻璃纤维石膏板和聚苯板保温材料一体的外保温石膏-聚苯复合板，在工厂里做成墙板成品，按设计要求裁制成符合要求的墙板，运送到施工现场并安装，带有空腔的石膏板作为现浇钢筋混凝土墙的两侧永久性免拆模板，形成具有外保温性能的新型复合混凝土-石膏墙板。此类型墙体是集承重、保温、隔热等于一体的新型环保建筑墙体，能够代替传统的承重剪力墙，具有很大的发展前景。目前对其结构性能的研究还处于初级研发阶段，为了弄清新型复合混凝土-石膏墙板的抗震性能，对其进行低周反复抗震性能试验研究和有限元数值分析具有重要的工程指导意义。
　　本文是在天津开发区福林发展有限公司用新型复合混凝土-石膏墙板建成2栋3层住宅试验楼的基础上进行低周反复试验研究和数值模拟的。本试验研究工作所取得的研究成果和创新性主要表现在以下几个方面：
　　1．重点设计了3块新型复合混凝土-石膏墙板L形节点试件，进行了固定轴压下低周反复荷载试验，摸清了L形试件在水平反复荷载作用下的破坏过程及形态、受力特点、变形能力等性能。
　　2．通过试验记录的相关数据，分析研究了新型复合混凝土-石膏墙板L形试件在固定轴压和低周反复循环荷载作用下的开裂荷载、屈服荷载、屈服位移、极限荷载、极限位移等受力特性，并通过L形试件的延性、刚度退化、滞回性能、耗能性能研究了试件的节点抗震性能，得出了在此荷载作用下L形节点相对而言不易破坏，具有一定的安全性。
　　3．利用大型通用有限元分析软件ABAQUS对新型复合混凝土-石膏板墙板L形试件进行了非线性有限元分析，并和低周反复试验结果进行了比较，二者基本吻合，为今后计算机模拟其它规格的新型复合混凝土-石膏墙板低周反复试验提供了参考。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2石膏作为环保建筑材料的可行性

1.3防水玻璃纤维石膏板在建筑结构中的应用优势

1.4防水玻璃纤维石膏板灌芯混凝土墙体的研究现状

1.5问题的提出

1.6本文的主要研究工作

第二章 试件设计和试验方案

2.1试件的设计和制作

2.2材料性能试验

2.3试验装置及加载制度

2.4数据采集方案

2.5竖向荷载的取值及轴压比

2.6本章小结

第三章 试验结果及分析

3.1概述

3.2试件破坏过程及破坏现象

3.3试件滞回曲线和骨架曲线

3.4试件荷载-应变曲线

3.5试验主要参数

3.6耗能性能

3.7刚度退化

3.8试验结果分析

3.9本章小结

第四章 ABAQUS非线性有限元分析

4.1概述

4.2本构模型的选取

4.3有限元模型建立

4.4有限元数值模拟结果分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢