3.0m×7.5m大型发泡水泥复合板极限状态的简化设计方法研究

【摘要】：随着社会、经济和科学技术的进步,人们在追求大空间的同时也在积极探索如何降低建筑的能耗。大型发泡水泥复合板作为新型节能建筑材料,集承重、保温、轻质、隔热、隔声、耐火、耐久等优良性能于一身,适应了人们的需求。 大型发泡水泥复合板由钢边框、钢筋桁架、发泡水泥芯材、上下水泥面层复合而成。目前尚无此类钢框轻板承载力及变形的设计规范,因此对其在极限状态下简化设计方法的研究具有现实意义。 本文以3.0m×7.5m大型发泡水泥复合板为研究对象,主要目的是通过试验研究,建立有效的有限元分析模型,使其能够反映出发泡水泥复合板的力学性能。然后在有限元模型及试验的基础上,研究大型发泡水泥复合板满足极限状态时的简化设计方法。 首先对三组内部结构不同的3.0m×7.5m大型发泡水泥复合板在均布荷载下进行了抗弯试验研究,得出了各组板的荷载-挠度关系曲线,板底裂缝开展情况及板的最终破坏形态和部位。并进行了相应的分析研究,得出了大型发泡水泥复合板在内部结构不同时的主要传力构件。 随后建立了该复合板的有限元模型,通过计算分析了复合板在理论条件下的力学性能表现,并与复合板力学性能试验值相对比,说明了该有限元模型能够很好的模拟复合板的力学性能,并进一步研究其极限状态时的承载及变形情况。 最后,在试验分析及有限元模拟的基础上,研究并提出了3.0m×7.5m大型发泡水泥复合板极限状态时的简化设计方法和板面外加均布荷载允许的设计值和标准值的确定方法。并通过对现行国家标准图集中给定屋面板外加均布荷载设计值与按本文提出设计方法确定的设计值相比较,验证了所提方法的可行性。