【碩士】鋼結(jié)構(gòu)住宅節(jié)能復(fù)合墻板的理論與試驗研究

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　　【學(xué)位年度】2009 　　【摘要】　　隨著我國墻體改革、建筑節(jié)能等相關(guān)政策的推行，住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化逐漸提上日程。鋼結(jié)構(gòu)住宅因其節(jié)能省地、綠色環(huán)保、便于工廠化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化制作、可現(xiàn)場裝配等優(yōu)點，正日益收到人們的青睞，使用比例也越來越高。作為目前制約鋼結(jié)構(gòu)住宅體系發(fā)展的圍護(hù)體系，就成了亟待解決的問題。與普通的墻體材料相比，復(fù)合墻板具有承載力高、保溫效隔音果好等優(yōu)點，成為目前發(fā)展最為迅速的一種新型建筑材料。作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)住宅的節(jié)能復(fù)合墻板外掛于鋼框架梁或柱上，除豎向自重外，墻板主要承受風(fēng)荷載或地震引起的橫向荷載。本文對節(jié)能復(fù)合墻板的抗彎性能進(jìn)行了詳細(xì)的理論和試驗研究。首先，基于付寶連提出的彎曲矩形板的廣義位移理論，推導(dǎo)出了在橫向均布荷載作用下四角點支承彈性矩形薄板的撓度計算公式，解決了四點支承矩形板的撓度和內(nèi)力計算問題，為節(jié)能復(fù)合墻板內(nèi)力和撓度等的簡化計算提供了理論基礎(chǔ)。其次，利用通用有限元分析軟件ANSYS建立了節(jié)能復(fù)合墻板的有限元模型，通過與文獻(xiàn)中分析結(jié)果的對比，證明本文所選用的材料本構(gòu)關(guān)系、單元類型以及破壞準(zhǔn)則等可以較好的模擬墻板在橫向均布荷載作用下彈性變形階段的受力過程。由于墻板的具體尺寸、開洞情況及材料性質(zhì)等在工程應(yīng)用時可能多種多樣，所以本文對影響節(jié)能復(fù)合墻板抗彎剛度的因素進(jìn)行分析，總結(jié)了影響墻板抗彎性能的主要因素，并對墻板的設(shè)計使用提出了建議，可作為工程應(yīng)用參考。最后，為了驗證上述理論分析的可靠性，本文制作了5塊足尺節(jié)能復(fù)合墻板，對橫向荷載作用下墻板尺寸、洞口及配筋率對墻板的開裂荷載、抗彎極限承載力的影響，以及裂縫的分布規(guī)律和破壞形態(tài)等進(jìn)行了試驗研究，考察鋼筋混凝土組合網(wǎng)架夾芯復(fù)合板在用于墻板時的抗彎性能，檢驗鋼絲網(wǎng)架的連接作用是否能夠保證復(fù)合墻板兩片混凝土板協(xié)同一致工作。節(jié)能復(fù)合墻板的ANSYS分析結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，試驗結(jié)果和非線性有限元分析結(jié)果可供鋼結(jié)構(gòu)住宅研究與設(shè)計人員參考。　　共90頁

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