混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件试验研究及有限元分析

摘要

绿色环保建筑材料作为绿色建筑的重要因素之一，在建筑业的可持续发展中起着重要的作用。澳大利亚生产的新型安全环保型建筑材料速成墙板(纤维增强石膏板)具有很多在建筑结构中应用的优势，混凝土灌芯纤维增强石膏板则是传统普通砌体粘土砖的良好替代材料。目前对其结构性能的研究还处于初级阶段，鉴于其在建筑结构特别是住宅建筑中的应用优势，国内欲引进此种建筑材料的生产设备。但澳洲不考虑震害，故对混凝土灌芯纤维增强石膏板抗震性能的研究具有重要的理论意义和工程价值。 本试验及其研究工作所取得的研究成果和创新点主要表现在以下两个方面： 1、通过对5组混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件在低周反复荷载下的试验研究，分析了混凝土灌芯纤维增强石膏板纵横墙节点构件在竖向和侧向荷载作用下的抗震性能(包括承载能力、变形能力、刚度退化、滞回环形状、延性和耗能能力等)以及结构的破坏特征，并和澳洲设计构件作了相应的对比研究，得出了混凝土纤维增强石膏板T形节点构件配置水平拉接筋形式可以取代配置箍筋形式和抗剪性能优于普通砌体纵横墙节点构件的结论。为混凝土灌芯纤维增强石膏板纵横墙节点的抗震设计提供了一定的试验依据和理论指导。 2、利用大型通用有限元分析软件ANSYS对混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件进行了非线性有限元分析，建立了恰当的力学分析模型。通过建立适用于反复荷载作用下的混凝土灌芯纤维增强石膏板的本构关系，考虑材料非线性和刚度退化等因素的影响，采用APDL参数化程序设计语言编制了命令流文件，对构件在低周反复荷载下的受力性能进行了非线性有限元分析，并和试验结果进行了比较，二者吻合较好。希望能为今后对混凝土灌芯纤维增强石膏板结构进行计算机模拟试验提供参考依据。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2混凝土灌芯纤维增强石膏板(CFFRP)的应用优势简介

1.3混凝土灌芯纤维增强石膏板(CFFRP)的应用和研究现状

1.4本文的主要研究工作

第二章低周反复试验研究的方案设计

2.1本试验预期的研究内容

2.2构件设计原则

2.3试验概述

2.4试件的设计和制作

2.5试验材料力学性能测定

2.6试验装置及加载制度

2.7试验测试数据的采集

第三章T形纵横墙节点构件的试验结果及分析

3.1概述

3.2试验过程及破坏现象

3.3试验结果

3.4试验结果分析

3.5试验结果主要特点及对比分析

3.6抗剪承载能力计算

第四章ANSYS非线性有限元分析

4.1概述

4.2非线性有限元分析基本理论框架

4.3有限元模型的建立及理论依据

4.4 ANSYS非线性有限元分析

4.5 ANSYS计算结果分析

第五章试验结论和研究建议及展望

5.1本文的主要结论

5.2对今后研究的建议及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢