灌芯纖維石膏墻板結(jié)構(gòu)的計算模型及受力性能分析.pdf

1、纖維石膏墻板作為一種新的建筑材料具有許多優(yōu)點,在工程應(yīng)用和理論分析中有許多問題需要解決,本文以灌芯纖維石膏的試驗研究為基礎(chǔ),在借鑒有關(guān)微觀和宏觀分析模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)理論推導(dǎo),建立了該墻板的宏觀計算模型,同時根據(jù)纖維石膏墻板施工快的特點,提出了新型的帶肋預(yù)應(yīng)力疊合板.根據(jù)提出的模型,建立了試點工程的三維空間模型,對混凝土灌芯纖維石膏墻板住宅工程進行了模態(tài)和靜力彈塑性分析.本文的主要工作如下: 1.基于宏觀模型概念,為提高計算效率

2、和精度,結(jié)合數(shù)學(xué)高斯積分知識,提出了用于灌芯纖維石膏墻板非線性分析的宏觀墻元模型,即由四個豎向桿單元及一個剪切桿單元組成的單元模型,模型內(nèi)側(cè)的豎向桿布置在Gauss-Legendre積分點處.根據(jù)小變形理論和虛功方程,推導(dǎo)了模型的單元剛度矩陣和各桿件的剛度方程.通過和灌芯纖維石膏墻板試驗結(jié)果的對比分析,表明該計算模型具有較好精度,證明為一種實用有效的單元模型,可在纖維石膏墻板體系等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的抗震分析中推廣使用. 2.結(jié)合灌芯纖維

3、石膏墻板的試驗結(jié)果,對宏觀模型中的垂直桿和剪切桿的恢復(fù)力模型進行了研究,建立了模型中桿件的骨架曲線.骨架曲線考慮了混凝土、鋼筋和纖維石膏板對豎向桿及對剪切桿的作用. 3.基于鋼筋及混凝土材料本構(gòu)關(guān)系和纖維模型概念,通過截面雙向劃分網(wǎng)格,推導(dǎo)了梁柱單元的纖維模型和連梁單元的變剛度纖維桿元模型,纖維桿元模型由兩端的纖維子單元及中間桿的彈性子單元組成. 4.基于墻板的宏觀力學(xué)模型和連梁的纖維模型,建立了墻板試點工程的三維空間模