刘昊琨[1]2015年在《桁架式压型钢板混凝土组合楼盖耐火性能优化研究》文中进行了进一步梳理桁架式压型钢板混凝土组合楼盖具有自重轻、刚度大、可装配性好、施工快捷、后期维护和使用方便等优点,适用于超高层结构与产业化建造中。由于耐火试验的成本较高,对桁架式压型钢板混凝土组合楼盖的抗火性能研究仍然不够深入,因此采用有限元模拟的方法来进行结构火灾下受力性能的分析便得到了广泛的应用。本文通过对试验楼板的模拟,将结果与试验数据对比,验证模拟的有效性与合理性性;在此基础上,进行组合楼盖的参数分析与受力性能优化,这样不仅可以减少试验成本,还可以根据具体优化目标,对结构进行抗火性能进行改善。本文的主要工作如下:1、选取合理的材料热工参数,参考试验板的结构与尺寸,采用ABAQUS有限元分析软件建立组合楼盖的有限元模型,对其进行温度场分析。提取关键测点的温度数据,并将其与已有试验数据进行比对,验证有限元模拟的正确性,并研究了升温过程中,组合楼盖温度的发展与分布情况。2、选取不同温度下材料的本构模型,参考试验板的结构与尺寸,定义合理的网格划分、边界条件、荷载大小,建立桁架式压型钢板混凝土组合楼盖的结构模型,并且将温度场分析结果引入结构模型中,进行火灾下组合楼盖体系的受力性能分析。提取跨中挠度,并将其与试验数据对比,验证有限元模型的正确性。分别输出楼盖混凝土、压型钢板、钢桁架梁的应力云图,比对常温下和高温下的应力大小与分布情况,分析火灾下结构的变形与受力特点。3、基于以上的有限元模拟方法,建立基于实际工程的组合楼盖体系,从材料等级、构件尺寸、桁架形式等方面,对楼盖进行单参数变化分析,找出对火灾下组合楼盖挠度影响较大的几个主要因素。同时变化两个参数,将其与变化一个参数时楼盖挠度的变化情况进行对比,分析不同参数之间的影响程度,为组合楼盖的经济合理性设计提供一些建议,在保证楼盖挠度不超过允许值的条件下,达到材料用量最省,建造成本最低的目标。
谭永超[2]2016年在《蜂窝孔压型钢板—混凝土迭合板力学性能研究》文中进行了进一步梳理在国家建筑工业化和住宅装配化的背景下,本文设计一种新型迭合楼板形式——蜂窝孔压型钢板—混凝土迭合板。其预制构件是由开有规则蜂窝状孔洞的薄钢板经弯折或压轧成型的波形钢板与混凝土浇筑所形成的;并且楼板可通过布置横向钢筋,实现迭合板的双向受力。本文首先对蜂窝孔压型钢板截面特性进行研究。通过对叁块尺寸不同的蜂窝孔压型钢板的静载试验,发现蜂窝孔压型钢板具有较大的刚度,在跨度不大时,具有较强的承载能力。同时利用ANSYS有限元分析了蜂窝孔压型钢板的各参数对于蜂窝孔压型钢板的承载力和刚度的影响。研究表明:钢板厚度、肋高以及肋间距均对于蜂窝孔压型钢板的承载力和刚度都有较大的影响;压型钢板的钢材强度对于承载力影响比较大,但对刚度的影响可以忽略。其次通过静载试验分别研究了蜂窝孔压型钢板—混凝土预制板和迭合板的力学性能。全面分析了预制板和迭合板的破坏特征、承载力以及裂缝开展情况。研究表明:迭合板具有较大的刚度和承载能力,且表现出有良好的延性。同时迭合板有较好的抗裂性和整体性,预制层与后浇层由于蜂窝孔压型钢板的连接能实现很好的迭合效果,在设计中无需对迭合面进行抗剪性能验算。并分别通过有限元对迭合板的各影响因素进行参数分析。发现蜂窝孔压型钢板厚度和肋高对迭合板的刚度影响很大,而混凝土强度则影响较小。为了进一步研究蜂窝孔压型钢板—混凝土双向迭合板的力学性能,本文对一块尺寸为3000mm×2880mm的蜂窝孔压型钢板—混凝土双向迭合板进行均布荷载作用下的足尺试验。主要研究楼板的极限承载能力和破坏形式,同时考察楼板的裂缝开展和双向受力的情况。研究表明:双向迭合板在压型钢板肋和横向钢筋两个方向的刚度基本相近,表现出良好的双向受力特征;板的拼接效果很好,能够满足双向板的拼缝要求。最后,为了促进蜂窝孔压型钢板迭合板的应用,对蜂窝孔压型钢板预制构件的制作及迭合板的施工工艺做了简要的介绍。
张欣颖[3]2011年在《压型钢板—混凝土组合楼板纵向剪切粘结试验及耐火性研究》文中研究表明近年来,随着我国经济建设的快速发展,压型钢板-混凝土组合楼板以其对建筑材料的充分利用在工程建设中扮演着越来越重要的角色。大量工程实践表明,组合楼板中的钢板与混凝土之间存在着粘结滑移,使其实际承载能力远小于理论计算值;另一方面,混凝土和钢材在高温下的力学特性退化较快,使得组合楼板的承载能力随着温度升高迅速降低。因此,剪切粘结承载力和耐火性能就成为了组合楼板研究的两个重要方面。针对我国DWYX51-190-760闭口型压型钢板,通过4个压型钢板-混凝土组合楼板的静力试验,研究了此类组合楼板的剪切粘结性能,分析了组合楼板的剪切粘结破坏模式,以及构件的变形、滑移、开裂和压型钢板应变分布规律。对试验结果进行回归分析,建立了压型钢板-混凝土组合楼板的剪切粘结承载力计算公式。参考国内外已有研究成果,分析了钢材、混凝土在高温下的力学和热工性能随温度的变化规律,选取了高温下钢材、混凝土的力学和热工模型,作为压型钢板-混凝土组合楼板热-结构有限元程序模拟的依据。介绍了基于ANSYS的热-结构耦合分析方法,利用ANSYS有限元软件,建立了压型钢板-混凝土组合楼板的有限元分析模型,将其常温下数值模拟结果与试验结果进行比较,吻合较好。以火灾的时间-温度曲线为基础,定义模型边界条件,研究了火灾下压型钢板-混凝土组合楼板温度场的空间分布及其随时间的变化规律。分别对简支和连续组合楼板施加均布荷载,进行静力分析并导入温度场计算结果,研究了其挠度、应力应变分布、裂缝开展以及极限承载力等随受火时间的变化规律,分析其耐火性能。
沈毅[4]2012年在《闭口型压型钢板—混凝土组合楼板刚度试验研究》文中研究说明随着我国高层钢结构的逐渐推广，压型钢板-混凝土组合楼板在近几年得到了广泛使用。相关文献表明，闭口型组合楼板的承载变形情况并不能很好的吻合开口型压型钢板-混凝土组合楼板刚度理论研究成果，且我国目前针对组合板刚度有诸多不同的计算方法，有些计算方法在结果上尚存差异。为深入研究闭口型组合楼板刚度性能，设计了足尺寸组合楼板试验。本次研究分为两部分，第一部分为压型钢板组合楼板受力性能试验研究。试验中对7块闭口型压型钢板-混凝土组合楼板进行载荷试验，并用4块开口型压型钢板-混凝土组合板作为对照。通过处理试验数据，得到了组合板的荷载-挠度曲线、支座-位移曲线、荷载-压型钢板应变曲线、荷载-混凝土应变曲线、中和轴发展曲线等，并对组合板破坏过程中的特征荷载点进行了研究。通过分析试验结果，得到了端部栓钉、钢板厚度、剪跨比、混凝土板厚对闭口型组合板刚度的影响规律，并比较了在相同影响因素下开口型与闭口型组合板承载力和刚度的区别。为增加试验构件研究数量，本文亦采用有限元分析软件ANSYS对闭口型压型钢板-混凝土组合楼板进行单调静力加载模拟，通过对压型钢板板厚、混凝土厚度、剪跨比参数影响的分析，得到了与本次试验所得刚度影响规律相同的结论。本次试验研究第二部分为闭口型组合板刚度计算方法理论研究。本文应用我国组合板设计规范中引用的ASCE-3刚度公式计算得出试验构件的挠度计算值，经与试验测得值比对，发现差异较大，且计算值存在一定的离散性。本文亦应用最新研究成果，根据清华大学聂建国教授提出的两种刚度计算方法得出闭口型组合楼板挠度计算值，经与实测值比对，发现差异较小，相较规范中引用的ASCE-3计算方法有较大改进。最后，根据本次试验成果并结合相关文献结论，作者提出闭口型压型钢板-混凝土组合楼板刚度宜采用普通混凝土受弯构件短期刚度计算公式，并给出了自己的经验修正系数，计算结果与试验实测值拟合良好。
马梁[5]2012年在《压型钢板—混凝土组合楼板剪切粘结试验研究及性能分析》文中进行了进一步梳理21世纪将是中国全面建设小康社会的战略关键时期，随着我国城乡建设的进一步加快，住宅建设高速发展。钢结构住宅因其可重复利用、快速施工等优点，更加符合国家可持续发展战略要求和环保的要求。结合目前的实际情况综合考虑，压型钢板-混凝土组合楼板国内外研究较多，设计、施工水平在近些年的发展也有了较大提高，更适合在高层钢结构住宅中推广。压型钢板-混凝土组合楼板在欧美和日本等国应用已经相对成熟，并在我国开始逐渐兴起。沿水平方向的剪切粘结破坏是组合板的主要破坏形式之一，因此在我国工程中开始更多的考虑压型钢板-混凝土组合楼板的组合效应。为保证混凝土与钢板的协同工作，组合楼板的剪切-粘结性能受到了工程设计人员的重视。本文通过开口型和闭口型两组压型钢板组合楼板的试验，研究了两种板型的压型钢板-混凝土组合楼板在剪跨、钢板厚度、栓钉、混凝土板厚等因素影响下的受力性能。描述了各组合楼板试件在试验加载过程中的破坏形态，分析其剪切粘结性能，并根据规范给出适合工程应用的计算公式。在现有的研究成果上，对组合楼板剪切粘结承载力的计算公式提出了相关意见。通过有限元软件对组合楼板进行了模拟，得出了组合楼板在理想情况下承受均布荷载的滑移分布规律和受力情况，并和试验值进行了对比。
蒯楠[6]2016年在《压型钢板—轻骨料混凝土组合板受弯性能试验研究》文中提出压型钢板-混凝土组合板具有施工安装快、免拆模、能够多层同时施工等特点,目前在高层建筑、工业厂房、旧房改造中得到广泛应用。轻骨料混凝土具有自重轻、隔热保温及抗震性能好等优点,在工程实践中,能有效的减轻结构自重,增强结构的抗震性能。因此,压型钢板与轻骨料混凝土组成的组合板兼具了普通混凝土组合板和轻骨料混凝土的优点,在新建高层、大跨度结构中具有广泛的推广价值和应用前景。为研究压型钢板-轻骨料混凝土组合板的受弯性能,共设计了11块压型钢板-轻骨料混凝土组合板足尺试件,完成了静力加载试验,记录了组合板的破坏过程,破坏模式,得到了组合板的荷载-挠度曲线、荷载-端部相对滑移关系曲线,裂缝变化规律等;并且根据所得试验数据分析了试件的受弯承载性能、刚度变化规律以及纵向抗剪承载性能。结果表明:组合板端部都发生较明显滑移;端部栓钉的设置能有效地提高组合板两种材料的协同工作性能,增强组合板延性和受弯性能;得到的刚度折减系数η能够较好地反应组合板加载过程中弯曲刚度的变化规律;得到的剪切粘结系数m=82.32N/mm2、k=0.0008以及剪切粘结应力设计值τu,k=0.208Mpa都能较好地描述组合板的承载性能,为压型钢板-轻骨料混凝土组合板的实际工程设计提供参考依据。利用有限元软件ANSYS对未配置栓钉试件作非线性分析,得到组合板模拟的受力状态,挠度变化、滑移变化等规律,与试验结果相比较,发现结果吻合良好。通过有限元模拟,扩展研究样本,分析组合板厚度、钢板厚度、栓钉设置与否等因素对组合板受弯性能的影响。
曹中州[7]2012年在《压型钢板与钢筋混凝土组合楼板抗弯性能研究》文中指出压型钢板-混凝土组合板是普通混凝土组合楼板基础上发展起来的一种新型的楼板结构形式，是承载力高，经济效益显着的楼层构件，它具有自重轻、整体水平刚度大、延性好、施工方便，施工进度快，节省模板等特点，并能充分利用钢材耐拉，混凝土耐压的材料特性，压型钢板-混凝土组合楼板在我国多高层建筑中应用日益广泛。目前国内外对压型钢板-混凝土组合楼板抗弯承载力在规范上已经给了明确的公式，但是现实工程中，采用非组合楼板的工程也比较多。目前国内外对其抗弯受力性能研究相对缺乏，我国规范还没有明确的规定，因此对压型钢板与钢筋混凝土组合楼板力学性能的研究迫在眉睫。本文即针对此进行了压型钢板-混凝土组合楼板弯曲力学性能的研究，本文采用北方工业大学已有的压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板力学性能研究中的试验数据，就常用的板型YX-76-344-688叁块足尺组合楼板，采用两点加载的简支方法，对受力性能和变形性能进行了研究，对压型钢板-混凝土组合楼板进行了受弯承载力有限元分析。另外本文对实际工程中经常采用的板型YX-51-250-750的非组合楼板进行了有限元分析，并通过有限元分析，研究了压型钢板厚度和压型钢板肋顶混凝土厚度，对非组合楼板的抗弯极限承载力和变形性能进行了研究，并和提出公式计算的数值进行了对比。最后验证了《组合楼板设计与施工规范》(CECS273-2010)及《高层民用建筑钢结构技术规程》对非组合楼板正截面设计计算的适用性。
孙海水[8]2008年在《型钢混凝土（SRC）柱—钢梁混合框架结构的基本性能研究》文中提出型钢,混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架是钢与混凝土组合结构的一种新的结构体系。它相对普通钢筋混凝土框架结构体系具有较好的抗震性能和结构功能,这种结构体系能有效实现小高层住宅和办公楼的建筑、结构、经济叁者的合理协调,也在大跨度结构及高层与超高层建筑等重要工程中得到广泛的应用,具有较好的应用推广前景。文中考虑了影响框架结构性能的基本因素,主要基于SRC柱的轴压比、SRC柱的型钢形式、SRC柱的含钢率、SRC柱的配筋率、SRC柱的混凝土强度等级以及钢梁与SRC柱的线刚度比等参数,采用ETABS、SAP2000以及MIDAS大型通用有限元计算软件对结构进行了模态分析、振型分解反应谱分析、弹性时程分析以及静力弹塑性分析(Pushover)。研究内容主要包括型钢混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架结构的变形能力、延性以及耗能能力等抗震性能,分析结果主要是以表格和图表的方式给出的。文中一个创新的研究方法是结合小震时和大震屈曲时结构的层间变形来讨论结构的刚度及延性等性能。本文采用的分析模型是一个10层的SRC柱-S梁混合框架,其中X方向为5跨,跨距为6 m,Y方向3跨,跨距为6 m。本文分析表明ETABS、SAP2000以及MIDAS大型通用有限元计算软件计算的结果是基本一致的,弹性分析和弹塑性分析的结果也有内在的一致性,而且本文分析的结果与先前的一些实验研究分析的结论基本上是一致的。文中也进行了一些创新性的研究和研究方法,并提出了一些应用于设计的成果。
肖瑞亚[9]2014年在《大跨度闭口型压型钢板—混凝土组合楼板界面粘结滑移性能研究》文中指出压型钢板-混凝土组合结构是近些年来发展较快的一种结构形式,与普通钢筋混凝土结构相比具有延性好、刚度大、抗震性能好及施工方便等优点,因此在实际工程中广泛应用。压型钢板-混凝土组合楼板是利用压型钢板表面凹凸不平的齿槽、肋高、槽口或剪力连接件,使其与混凝土粘结成整体共同受力,充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能。因此,压型钢板和混凝土界面之间剪切粘结性能的好坏直接决定了组合楼板组合作用能否很好地发挥。目前,国内外对压型钢板-混凝土组合楼板的剪切粘结性能进行了一系列研究,但都集中在中小跨,对较大跨度的组合楼板研究较少,但近些年实际工程对大跨度组合楼板的研究和应用提出了新的要求。因此,对大跨度压型钢板-混凝土组合楼板剪切粘结性能的研究显得尤为重要。本文以闭口型压型钢板为研究对象,对压型钢板-混凝土组合楼板剪切粘结性能进行了试验研究、理论分析与有限元模拟。本文通过对两块足尺寸试件的两点静力加载,对压型钢板和混凝土交界面的剪切粘结性能进行了试验研究。分析了组合楼板在荷载作用下裂缝的发展及分布规律、钢板不同位置的应变变化规律、组合楼板的界面滑移情况以及最终的破坏形态,得到了组合楼板的荷载-挠度曲线、荷载-滑移曲线、荷载-应变曲线等;之后对试验结果进行分析,得出闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的受力特点及破坏机理,以及抗剪连接件对组合楼板承载力的影响程度。在试验的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,计算结果与试验结果吻合良好,在此基础上建立了大跨度组合楼板的有限元模型,并对模拟数据进行线性回归,得到适用于大跨度组合楼板的纵向剪切粘结力计算公式,为工程设计提供依据;最后,分析了大跨度压型钢板-混凝土组合楼板剪切粘结性能的影响因素,包括:压型钢板的厚度,组合楼板高度,剪力连接件的设置形式以及压型钢板的肋高等。
宋泽钊[10]2014年在《轻骨料混凝土组合楼板剪切粘结性能有限元分析》文中研究说明近些年来,轻骨料混凝土组合楼板因自重轻、施工速度快、节约模板等优点,而非常适宜于在高层结构以及钢结构中采用。但目前我国对于轻骨料混凝土组合楼板横向剪切粘结性能的研究却相对较少。本文以有限元分析理论为基础,采用ANSYS建立轻骨料混凝土组合楼板有限元模型,并与实际试验结果进行了对比,以验证计算模型的正确性,并对轻骨料混凝土组合楼板纵向剪切粘结破坏的机理进行了分析。本文考虑了横向水平抗剪钢筋间距、剪跨、组合楼板厚度等影响因素,设计了32块组合楼板,分别进行了有限元模拟分析,研究了上述因素对组合楼板承载力、变形、破坏形态等的影响。利用修正的m、k法对模拟结果进行了回归分析,得到针对YX-76-344-688型压型钢板所制作的压型钢板—轻骨料混凝土组合楼板纵向水平剪切粘结承载力计算公式,为该种类型组合楼板的工程设计提供一定的参考依据。
参考文献：
[1]. 桁架式压型钢板混凝土组合楼盖耐火性能优化研究[D]. 刘昊琨. 河北工业大学. 2015
[2]. 蜂窝孔压型钢板—混凝土迭合板力学性能研究[D]. 谭永超. 中国矿业大学. 2016
[3]. 压型钢板—混凝土组合楼板纵向剪切粘结试验及耐火性研究[D]. 张欣颖. 西安建筑科技大学. 2011
[4]. 闭口型压型钢板—混凝土组合楼板刚度试验研究[D]. 沈毅. 合肥工业大学. 2012
[5]. 压型钢板—混凝土组合楼板剪切粘结试验研究及性能分析[D]. 马梁. 合肥工业大学. 2012
[6]. 压型钢板—轻骨料混凝土组合板受弯性能试验研究[D]. 蒯楠. 南京林业大学. 2016
[7]. 压型钢板与钢筋混凝土组合楼板抗弯性能研究[D]. 曹中州. 长安大学. 2012
[8]. 型钢混凝土（SRC）柱—钢梁混合框架结构的基本性能研究[D]. 孙海水. 西安建筑科技大学. 2008
[9]. 大跨度闭口型压型钢板—混凝土组合楼板界面粘结滑移性能研究[D]. 肖瑞亚. 沈阳建筑大学. 2014
[10]. 轻骨料混凝土组合楼板剪切粘结性能有限元分析[D]. 宋泽钊. 北方工业大学. 2014
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