复合混凝土—石膏墙板连接面抗剪性能试验与数值模拟

摘要

国家大力倡导绿色建筑和建筑节能,天津开发区福林发展有限公司开发的混凝土石膏板全功能系列墙板,以建筑石膏、水泥、粉煤灰、添加剂和聚苯板保温板材为主要材料,在工厂里做成集保温与受力功能为一体的墙板成品,按图纸要求精裁成墙体部位板,将受力钢筋在工厂预制成钢筋架子,运到现场集成安装,并浇筑混凝土。墙板保温层与石膏和混凝土通过长短连接筋以及浇筑连接面连接,连接筋与连接面主要承受外层石膏板和保温层自重及建筑外围装饰的重量,连接筋与连接面连接强度的高低对墙板保温层的工作性能有重要影响。为此本文通过试验和有限元数值模拟,对复合混凝土--石膏墙板连接面的受力性能进行分析研究,为实际工程应用提供技术支撑。
　　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两个方面:
　　1、通过两次对六组(每次三组,每组3个试件)复合混凝土--石膏板墙板抗剪性能试验试件的抗剪试验,分别研究了墙板聚苯板与石膏板之间、石膏板与混凝土之间连接面的抗剪性能,并对聚苯板与石膏板之间、石膏板与混凝土之间连接面的抗剪性能进行了比较,以及连接筋对墙板抗剪性能影响,得到了试件的破坏过程、裂缝形态、荷载位移曲线、抗剪承载力和最大相对位移,为这种新型材料墙板连接面的抗剪性能提供了试验数据,并为墙体设计的改进提供了技术支撑。
　　2、利用大型通用有限元分析软件 ANSYS对复合混凝土--石膏墙板抗剪性能试验试件进行了非线性有限元分析,建立了恰当的力学分析模型。通过建立适用于复合混凝土--石膏墙板的本构关系,考虑材料非线性等因素的影响,采用APDL参数化程序设计语言编制了命令流文件,对构件在逐级荷载下的受力性能进行了有限元分析,并和试验结果进行了比较,二者吻合较好。为今后对复合混凝土--石膏全功能墙板结构进行计算机模拟试验提供参考依据。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 复合混凝土—石膏板墙板简介

1.3 复合混凝土—石膏板墙板的研究现状

1.4 本论文的主要研究任务

第二章 复合混凝土--石膏墙板连接面抗剪性能试验方案设计

2.1工程结构试验概述

2.2本次抗剪试验预期取得的内容

2.3本次试验试件的设计和制作

2.4试验装置及加载制度

2.5试验测试数据的采集

2.6本章小结

第三章 复合混凝土--石膏墙板连接面抗剪性能试验结果及结果分析

3.1试验概述

3.2试验过程及试验现象

3.3试验结果分析

3.4试验结论

第四章 ANSYS有限元分析

4.1有限元方法简介

4.2非线性有限元分析基本理论框架

4.3聚苯板、混凝土和石膏板本构关系的确定[28]

4.4有限元计算模型

4.5计算结果分析

第五章 主要结论和研究建议

5.1 本论文的主要结论

5.2对今后研究的建议

参考文献

致谢