灌芯混凝土纤维增强石膏墙板结构单元模拟振动台试验有限元分析

摘要

灌芯混凝土纤维增强石膏墙板(以下简称复合墙板)是一种新型的绿色建材，其材料性能很优越，是普通砌体结构粘土砖良好的替代产品，由于是在澳大利亚这个无震害的国家发明并推广的，所以其抗震方面的性能并没有被发掘，目前以天津大学姜忻良教授为首的科研团队和一些国外的科研机构已经对这种复合墙板进行了深入研究，但是，对混凝土灌芯纤维增强石膏墙板抗震性能的试验研究仍然有重要的理论意义和工程价值。而石膏板本身的规格、尺寸决定了不可能对小比例的整体模型进行试验，由于试验台的因素，又不能对足尺寸的整体模型进行试验，所以只能对结构单元进行振动台试验，本文正是基于此种目的，通过有限元软件对复合墙板的结构单元进行模拟振动台试验，找出地震荷载作用下最不利位置，并通过两种计算模型分析地震荷载作用下楼板对提高整体结构抗震性能的贡献。 本文在以往文献的基础上，通过复合材料力学对已有的RVE单元模型进行优化，将钢筋的影响考虑其内，并且用文献中已完成的试验对其正确性进行检验，为结构单元的振动台试验动内力分析提供可靠的参考计算。在模拟振动台的动力时程分析中，选取不同的地震波对不同结构单元加载，通过数据研究了地震荷载作用下钢筋混凝土楼板对复合墙板的影响，并且模拟实际住宅情况，将六层荷载加至复合墙板之上，对其进行地震模拟分析，表明在7度地震作用下，结构单元的不利位置由竖向荷载决定。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1问题提出

1.2复合墙板结构体系的研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章混凝土灌芯纤维增强石膏墙板简化计算模型研究

2.1基于均质化理论的复合墙板计算模型

2.2复合墙板RVE均质过程的有限元模拟

2.3复合墙板的简化计算模型

2.4复合墙板等效屈服强度的确定方法

2.5等效竖向荷载的确定

2.6小结

第三章单调荷载作用下石膏板有限元分析

3.1有限元法概述

3.2非线性有限元分析基本理论

3.3单调荷载作用下混凝土石膏板墙板的有限元分析

第四章地震反应分析基本理论

4.1地震作用特点及抗震分析的意义

4.2结构地震反应分析方法

4.3弹塑性时程分析法简介

4.4 ANSYS简介和动力分析原理

4.5小结

第五章结构单元模型模拟振动台试验分析

5.1结构有限元模型的建立

5.2结构振型分析

5.3结构单元模拟振动台试验暨弹塑性时程反应分析

5.4小结

第六章 结论与建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢