压型钢板-混凝土组合楼板有限元分析

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近年来,随着我国经济的发展,大家都提高了环保的意识。而土建行业中,砌体结构与钢筋混凝土结构等传统建筑模式需要大量使用粘土砖与木模板。据估计,仅这一项每年就要破坏几十万公顷耕地,要砍伐几万公顷森林,这势必会给生态环境造成严重的破坏。为了维护生态平衡,保持可持续发展,轻钢结构住宅将成为今后一个时期住宅建设的发展方向。作为轻钢住宅最常用的楼板形式--压型钢板-混凝土组合楼板因其具有自重轻、整体水平刚度大、延性好,抗震性能好,施工简便且工期短、少用木材、降低工程造价等优点,在高层建筑、公共建筑、多层厂房和民用住宅等领域得到了广泛运用。压型钢板-混凝土组合楼板的受力性能受到很多因素的影响,而要定性地研究各参数对组合板性能的影响,需要按照参数变化分组进行试验。这种试验尤其是足尺寸组合板试验,参数数量多,劳动投入大,受到经济因素的制约。如果采用有限元分析,则可在分析过程中调整各参数的数值,分析参数变化的影响,同样可以达到目标。所以对压型钢板-混凝土组合楼板进行有限元分析是很有必要的。本文利用有大型通用有限元分析软件ANSYS对压型钢板-混凝土组合楼板弯曲受力性能进行分析,其中主要进行了以下几方面的工作:首先根据完全剪力连接和部分剪力连接组合板的特点,建立有限元模型。经过反复调试,并与试验结果进行比较,总结出一套比较准确的建模方法,使计算结果能满足分析精度的要求。利用以上模型对组合板进行有限元计算,分析了压型钢板及混凝土的应变、组合板挠度、滑移以及承载力随荷载及跨度的变化规律。同时,分析了双向组合板在不同约束条件和不同跨度比下的受力性能。并根据计算结果,采用线性回归的方法得出了YX-75-200-600型压型钢板-混凝土组合楼板的纵向水平粘结剪切承载力公式。最后研究了压型钢板形状、压型钢板厚度、混凝土板厚、混凝土强度等级、剪跨及剪力连接件间距等几个参数对组合板承载力的影响,为工程上合理选择组合板参数提供理论依据。
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