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《天津大学》 2004年
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混凝土夹芯板(CS板)结构非线性有限元分析研究

俞剑勇  
【摘要】:砌体结构在我国极大地改善了广大人们群众的生活住房条件,得到广泛的 应用,到 2000 年底,建成面积 277 亿平方米。传统的砌体结构主要采用粘土砖 材料,毁田严重,煤耗巨大,污染环境,浪费能源,其能源消耗占到全国总能 耗的 30%,研发推广新型绿色建材刻不容缓。天津大学和华声国际企业有限公 司合作研制开发的 CS 板式结构住宅体系采用保温、抗噪、轻质高强的 CS 板材 料,具有广阔的应用前景。CS 板结构复杂,目前已进行了大量的力学性能试验 研究,但其有限元数值分析还处于空白,不能满足复杂 CS 板及其结构体系的理 论研究的需要。由于混凝土材料的非线性特征,非线性有限元分析更能够反映 CS 板结构的实际力学行为。非线性分析必须考虑材料的非线性本构关系,采用 适当的非线性数值计算方法,模拟结构的各种非线性力学行为,为 CS 板结构的 研究与设计提供有力的分析手段。本文应用现阶段非线性分析的一些研究成果, 结合 CS 板的构造特征,分别建立了 CS 单向板、CS 双向板以及 CS 墙板的非线 性有限元计算模型,并编制了相应的有限元计算程序。为实现 CS 板结构的非线 性有限元分析,本文详细地列出了 CS 板数值分析的原理、方法,给出了几何模 型、物理模型的数学表达式,根据不同非线性方程数值解法的特点,选择了可 行的方程算法,并给出了程序编制框图。利用计算程序,分析了 CS 板结构的几 何条件变化对 CS 板力学性能的影响,分析了 CS 板斜插丝对抗剪性能的影响。 首次尝试在混凝土本构关系中考虑 CS 板中密布钢丝的影响,探讨了有限元分析 中有关应力软化、计算稳定性等数值计算中的重点难点问题。总之,本文较为 系统的研究了 CS 板结构的数值分析方法,并对 CS 板的一些力学特征进行了初 步的定性分析,为今后的 CS 板结构工程应用研究及仿真分析提供了有价值的参 考。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU375

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