钢筋混凝土楼板在地暖作用下的作用效应研究

【摘要】：钢筋混凝土楼板是工程结构的主要构件之一，使用非常广泛。而随着人们生活水平提高，地暖的使用也越来越广泛，特别是在北方地区。同时地板辐射采暖技术因为其独特的散热方式，对框架结构的梁、板、柱有着一定的影响。现在许多建筑物起初是按照散热器的采暖形式来做结构设计，但是在使用的过程中又改成地板辐射采暖系统，这必定对建筑物的耐久性、安全性有一定的影响。除此之外，在进行地暖施工时还经常出现偷工减料等问题。因此，开展地暖作用下结构温度应力的研究就显得尤其重要，也为结构温度应力分析提供一种研究方法。 针对如上问题，本文综合了国内外对钢筋混凝土楼板的研究现状，简单的介绍了温度应力的有限元理论分析方法，讨论了钢筋混凝土结构产生温度应力的原因，在有限元理论的基础上，建立了钢筋混凝土楼板的计算模型，利用有限元分析软件ANSYS对地暖作用下楼板的作用效应进行了分析。主要研究内容如下： （1）本文通过有限元软件ANSYS建立了无地暖作用下钢筋混凝土楼板模型，对楼板自重下的应力进行了分析，其分析结果与理论计算结果基本一致，为进一步的分析垫定了基础。 （2）本文对钢筋混凝土楼板在地暖温度作用下的作用效应进行了分析。计算结果表明，与无温度荷载时的楼板应力相比较，有温度荷载时楼板顶部的压应力越来越大，而楼板底部的拉应力却越来越小，并且楼板内外温差最大时，在楼板四周边缘部位会出现裂缝。 （3）本文对不同地暖厚度作用下的钢筋混凝土楼板的作用效应进行了分析。结果分析表明，在地暖厚度增加时，楼板的挠度不断增大，楼板的最大拉应力和最大压应力也随之不断增大，但是其影响较小，均在楼板的承受范围之内。 【关键词】：钢筋混凝土楼板 地暖温度 楼板 温度应力 有限元法
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU375.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题背景8
• 1.2 地暖的研究概况8-12
• 1.2.1 地面辐射供暖技术规程9-10
• 1.2.2 国内研究概况10-11
• 1.2.3 国外研究概况11-12
• 1.2.4 地暖存在的问题12
• 1.3 钢筋混凝土楼板研究概况12-16
• 1.3.1 钢筋混凝土结构的材料力学性能12-14
• 1.3.2 国内研究概况14-16
• 1.3.3 国外研究概况16
• 1.4 研究目的和主要内容及组织结构16-18
• 2 钢筋混凝土结构温度应力有限元理论分析18-28
• 2.1 温度应力的概念18-19
• 2.2 混凝土的温度应力特点及影响因素19-20
• 2.2.1 混凝土温度应力特点19
• 2.2.2 混凝土温度应力影响因素19-20
• 2.3 传热学基本理论20
• 2.4 温度场导热微分方程及边值条件20-23
• 2.4.1 导热微分方程20-22
• 2.4.2 温度场的边值条件22-23
• 2.5 地暖温度作用下混凝土楼板表面温度的计算方法23-24
• 2.6 混凝土结构温度应力的有限元解法24-27
• 2.6.1 温度应力与应变关系24-26
• 2.6.2 温度应力的有限元法26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 3 钢筋混凝土结构有限元分析方法28-37
• 3.1 有限元法28-29
• 3.2 有限元法的应用与发展29-30
• 3.3 ANSYS 在钢筋混凝土结构分析中的应用30-36
• 3.3.1 有限元分析软件 ANSYS 简介30
• 3.3.2 钢筋混凝土有限元模型30-32
• 3.3.3 本构关系与破坏准则32-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 钢筋混凝土楼板 ANSYS 有限元分析37-54
• 4.1 无地暖作用下楼板应力分析37-41
• 4.1.1 工程概况37
• 4.1.2 钢筋混凝土楼板应力分析37-38
• 4.1.3 永久荷载和可变荷载标准值组合作用下 ANSYS 分析38-41
• 4.2 地暖温度作用下楼板温度应力分析41-48
• 4.2.1 ANSYS 有限元模拟41-46
• 4.2.2 ANSYS 有限元模拟结果与分析46-48
• 4.3 不同地暖厚度作用下楼板应力分析48-53
• 4.3.1 不同地暖厚度作用下楼板应力 ANSYS 有限元模拟49-51
• 4.3.2 ANSYS 有限元模拟结果与分析51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 结论54-55
• 参考文献55-57
• 攻读硕士期间发表学术论文情况57-58
• 致谢58

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