混凝土夹芯板（CS板）结构非线性有限元分析研究

摘要

本文应用现阶段非线性分析的一些研究成果,结合CS板的构造特征,分别建立了CS单向板、CS双向板以及CS墙板的非线性有限元计算模型,并编制了相应的有限元计算程序.为实现CS板结构的非线性有限元分析,本文详细地列出了CS板数值分析的原理、方法,给出了几何模型、物理模型的数学表达式,根据不同非线性方程数值解法的特点,选择了可行的方程算法,并给出了程序编制框图.利用计算程序,分析了CS板结构的几何条件变化对CS板力学性能的影响,分析了CS板斜插丝对抗剪性能的影响.首次尝试在混凝土本构关系中考虑CS板中密布钢丝的影响,探讨了有限元分析中有关应力软化、计算稳定性等数值计算中的重点难点问题.总之,本文较为系统的研究了CS板结构的数值分析方法,并对CS板的一些力学特征进行了初步的定性分析,为今后的CS板结构工程应用研究及仿真分析提供了有价值的参考.

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第一章绪论

1.1引言

1.2新型住宅结构体系的现状及发展方向

1.3 CS板式结构住宅体系的提出及其简介

1.4复合板材国内外研究发展概况

1.5 CS板非线性分析的意义

1.6有限元分析在混凝土材料为主的结构分析中的特点与现状

1.7 CS板结构有限元分析的发展趋势

1.8本文研究的内容

第二章CS板双向弯曲问题的有限元分析

2.1 CS板双向弯曲的有限元模型

2.2单元分析

2.3 CS板材料的弹性矩阵

2.4非线性方程组的解法

2.5混凝土开裂、压碎及钢丝屈服后的卸载处理

2.6程序实现及验证

2.7 CS双向板结构横向荷载作用下的力学特性研究

第三章CS单向板非线性有限元分析

3.1基本假定

3.2 CS单向板承载力简化计算方法

3.3 CS单向板有限元计算方法

3.4 CS单向板受弯力学性能研究

第四章CS墙板的非线性有限元实现

4.1 基本假定

4.2有限元模型

4.3单元分析

4.4材料本构关系

4.5非线性方程组的解法

4.6单元破坏后的卸载处理

4.7程序编制及试验验证

第五章 结论与建议

参考文献

致谢