复合夹芯板是由两层强度相对较高的面板和中间填充具有绝热性能的轻质芯材组合而成的新型复合板材,具有轻质高强、保温隔热和施工方便等优点,常用于具有节能作用的建筑围护结构。本文以建筑中使用的以有机泡沫为芯材的夹芯板为研究对象,对其在均布荷载、轴压荷载和压弯荷载作用下的力学性能进行研究。主要基于力学原理,推导出相应的理论计算公式,并结合试验和有限元等方法进行对比分析。研究结果可为夹芯板的结构设计与应用提供参考。本文主要研究内容如下:(1)考虑芯材剪切变形的影响,根据力与变形的平衡微分关系,分别在铰接和固接两种边界条件下,推导出在均布荷载作用下厚面夹芯板的变形与承载力的理论精确计算公式。在此精确公式的基础上,得出任意位置的弯矩分配系数和剪力分配系数的函数表达式,并用于简化计算面板部分和夹芯部分的弯矩和剪力,以及厚面夹芯板的变形等。再将薄面夹芯板作为厚面夹芯板的一种特例来考虑,并进行相关简化分析。基于最小势能原理,推导出薄面板的皱曲承载力计算公式。通过真空加载的方法对彩钢-酚醛夹芯板和纤维增强硅酸钙-聚氨酯夹芯板进行均布荷载作用下的全尺寸弯曲试验。结果表明,两组试件的最大变形都首先超出了允许变形限值,然后才最终破坏。其中,薄面酚醛夹芯板因面板皱曲而破坏,深压型酚醛夹芯板因翼缘局部屈曲而破坏,硅酸钙夹芯板因面板发生强度破坏而导致夹芯板全部破坏。采用有限元软件进行了相应的有限元模拟分析。试验结果和有限元模拟结果验证了弯曲理论计算公式的准确性。(2)考虑芯材剪切变形对屈曲性能的影响,分别从理论上推导出轴压荷载作用下两端铰接和固接时夹芯板的整体屈曲计算公式,并用有效长度系数对屈曲公式的形式进行了统一。对新型纤维增强硅酸钙-聚氨酯夹芯板进行轴压屈曲试验分析。通过有限元软件对夹芯板进行特征值屈曲分析和几何非线性屈曲分析。结果表明,试验和有限元结果与理论计算结果吻合较好,验证了理论屈曲计算公式的准确性。参数分析表明,增加芯材的剪切模量可以显著提高短夹芯板的整体屈曲承载力,但随着长度的增加,芯材剪切模量的影响越来越小。(3)考虑二阶效应的影响,推导出在均布荷载和轴压荷载二者共同作用下夹芯板的变形和内力的理论精确计算公式,包含铰接和固接两种约束情况。通过将总变形近似分解为弯曲变形和剪切变形两部分,推导出压弯放大系数。研究发现,此放大系数的大小主要取决于轴压荷载与屈曲荷载之比。采用压弯放大系数的简化公式计算结果与精确公式计算结果相比,误差很小。通过有限元模拟分析,验证了理论计算公式是准确的。(4)对具有初始变形时夹芯板的力学性能进行了理论分析。考虑芯材的剪切变形和二阶效应影响,推导出其在均布荷载、端部弯矩和轴压荷载三者共同作用下的变形和内力计算公式,以及轴压荷载作用下的初始变形放大系数。将偏压荷载作用等效为轴压和端部弯矩作用进行分析。采用有限元分别模拟这些荷载作用时的情况,并与理论计算结果进行对比分析,二者误差较小,验证了理论计算公式的准确性。