三步节能CS板抗剪性能的试验研究及有限元分析

【摘要】： 近年来,环保节能越来越受到人们的关注。随着天津地区三步节能新标准的提出,对建筑物外围结构的保温性能提出了更高的要求。因此在保留以往传统CS板结构优势的基础上,为适应三步节能新标准,经研究改造提出了三步节能CS板。 本文通过三块跨度为4.8m的两端简支的三步节能CS板在集中荷载作用下的斜截面受剪破坏的试验研究,得到了在这种情况下板的破坏形态,试验板的荷载-挠度曲线、各测点的荷载-应变曲线等,分析了三步节能CS板承受剪力的性能特点及剪力传递机理,同时还在试验的基础上,提出了用于理论分析的数学模型和计算公式。而且,和以往两步节能CS板抗剪能力进行对比,比较了两种CS板斜截面的受力性能。 最后,本文提出了三步节能CS板有限元模型建立以及分析方法,通过与试验的荷载-挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线、开裂荷载、极限荷载的比较,验证了有限元分析的正确性。 以上研究结果可为三步节能CS板的工程应用和进一步研究提供参考。 【关键词】：三步节能 CS板 抗剪性能 有限元
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU551
【目录】：

• 中文摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 引言7-8
• 1.2 CS板式结构住宅体系的提出及其简介8-9
• 1.3 三步节能的意义9-10
• 1.4 三步节能CS板10-11
• 1.5 有限元方法在钢筋混凝土结构研究中的应用11-12
• 1.6 本文研究的主要内容12-13
• 第二章 混凝土夹芯板抗剪性能试验方案设计13-20
• 2.1 试验研究的主要内容13
• 2.2 试件的设计与制作13-15
• 2.3 试验加载设计15-17
• 2.3.1 试验加载方法15-16
• 2.3.2 试验加载制度16-17
• 2.4 试验测量内容、仪器及方法17-19
• 2.4.1 试验实测内容17
• 2.4.2 试验测试仪器17
• 2.4.3 试验测试方法17-19
• 2.5 开裂荷载和承载力极限荷载的确定19-20
• 第三章 试验过程与结果分析20-40
• 3.1 概述20
• 3.2 试验过程简介20-21
• 3.2.1 试验前的准备20
• 3.2.2 试验预加载20-21
• 3.2.3 正式加载试验21
• 3.3 试件的破坏形态21-29
• 3.4 试验数据和结果29
• 3.5 试验结果分析29-34
• 3.5.1 斜插丝应变曲线分析29-31
• 3.5.2 纵向钢丝、混凝土应变曲线分析31-33
• 3.5.3 荷载-挠度曲线分析33
• 3.5.4 裂缝分析33-34
• 3.5.5 斜插钢丝的破坏形态分析34
• 3.5.6 不同斜插丝直径的对比分析34
• 3.6 CS板抗剪承载力的理论分析34-38
• 3.6.1 CS板抗剪传力机理34-35
• 3.6.2 抗剪承载力计算公式的推导及计算35-38
• 3.7 两步节能CS板与三步节能CS板抗剪性能的比较38-40
• 第四章 钢筋混凝土结构非线性有限元分析的基本理论40-52
• 4.1 概述40-41
• 4.2 混凝土和钢筋的破坏准则与本构关系41-47
• 4.2.1 混凝土的破坏准则41-44
• 4.2.2 混凝土的应力-应变曲线44-45
• 4.2.3 混凝土的弹塑性本构方程45-46
• 4.2.4 钢筋的应力-应变曲线和弹塑性本构方程46-47
• 4.3 屈服、流动准则和硬化规律47-50
• 4.3.1 屈服准则47-48
• 4.3.2 流动准则48
• 4.3.3 硬化规律48-50
• 4.4 钢筋混凝土结构的弹塑性有限元分析50-52
• 4.4.1 钢筋混凝土结构的有限元模型50-51
• 4.4.2 混凝土裂缝的模拟51-52
• 第五章 三步节能CS板的ANSYS有限元分析52-61
• 5.1 ANSYS有限元分析的简介52-54
• 5.1.1 ANSYS产品的简介52
• 5.1.2 建模的基本假定52
• 5.1.3 单元类型52-53
• 5.1.4 材料类型53
• 5.1.5 有限元模型53-54
• 5.1.6 荷载和边界条件54
• 5.1.7 基本计算参数54
• 5.2 混凝土夹芯板的ANSYS分析54-59
• 5.2.1 ANSYS有限元模型54-55
• 5.2.2 荷载-挠度曲线55-57
• 5.2.3 荷载-钢筋应变曲线57-58
• 5.2.4 开裂荷载和极限荷载58
• 5.2.5 构件等效应力、应变云图58-59
• 5.3 小结59-61
• 第六章 结论与建议61-62
• 6.1 结论61
• 6.2 建议61-62
• 参考文献62-65
• 发表论文和科研情况说明65-66
• 致谢66

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