不锈钢芯板楼板试验研究及理论分析

不锈钢芯板结构是一种新型夹层板结构,对2块不锈钢芯板足尺试件进行了试验研究和有限元模拟,对比二者结果验证了有限元模型的准确性,在此基础上对不锈钢芯板四边简支板的受力过程和变形特性进行了分析。分析表明不锈钢芯板作为楼板设计计算时应以挠度控制为主,破坏现象为面板靠近支座处出现波浪形褶皱变形。基于虚功原理采用条带法解析推导了不锈钢芯板四边简支板在均布荷载下的跨中挠度简化计算公式,结合计算公式采用有限元模拟进行参数分析,对比有限元计算结果和公式计算结果验证了公式的合理性。     

点支式夹层玻璃板的变形性能的分析研究

对点支式夹层玻璃板在均布荷载作用下的挠度进行了计算,讨论了孔边距和内外层玻璃厚度差对夹层玻璃板的变形性能的影响.在四边简支玻璃板最大挠度计算公式的基础上,通过有限元计算,推导出了四点简支夹层玻璃板的最大挠度计算公式.     

预应力混凝土四边简支双向叠合板的设计方法

对预应力混凝土双向叠合板进行了抗弯刚度分析,基于弹性薄板原理,按照正交各向异性板推导四边简支单向预应力矩形板的相应计算公式,通过自编程序求解出双向叠合板在四边简支边界条件下的计算系数,并编制成与普通钢筋混凝土双向板相对应的表格,为其进一步推广应用奠定基础。通过与现浇四边简支双向板弹性计算系数的比较可知,在预应力双向叠合板的设计中,应将预制构件沿短跨方向布置才能更好地发挥其节省钢材的优势。     

温度作用下四边固定矩形薄板解析解的商榷

本文基于薄板的小挠度理论,根据四边简支矩形薄板在横向变温作用下的解析解及四边固定矩形薄板的边界条件,通过应用虚功原理和叠加原理,推导了四边固定矩形薄板在横向变温作用下的挠度方程和内力解析解,从而为以后的工程计算提供理论依据。     

热载下三边简支一边固支矩形薄板的解

基于薄板的小挠度理论,根据四边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度和内力解答,通过应用虚功原理和叠加原理,推导了三边简支一边固支矩形薄板在横向变温作用下的挠度方程和内力解析解,从而为以后的工程计算提供了理论依据。     

预应力连续双向板布筋方式及受力性能研究

预应力连续双向板布筋是无粘结预应力混凝土板全新的布筋方式,通过用弹性理论与塑性理论对四边简支预应力混凝土板进行内力分析,从多种布筋方式中选择出了最优方案,即跨中板带集中配筋,分析研究其应力分布状态,解决了预应力板的刚度、抗裂度、稳定性以及合理的强度计算等问题,并推导出了相应的公式,最后通过四边简支钢筋混凝土正方形板的足尺试验验证了理论的正确性。按此方式配筋,可节约钢材50％以上。     

横向变温下四边简支矩形薄板的解析解

根据横向变温作用下各向同性材料弹性矩形薄板的平衡微分方程和边界条件,通过试取挠度函数,推导了四边简支情况下的挠度及内力计算公式,从而为该类板在温度作用下的结构计算提供了理论基础。     

钢蒙皮-复合材料芯材夹层板弯曲性能研究

采用钢板蒙皮与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)拉挤成型的空心方管芯材组成夹层结构,运用四点弯曲试验方法,开展了钢蒙皮-复合材料芯材夹层梁的受弯性能试验,研究了其受力性能情况、跨中上下面板应力分布和跨中挠度。运用换算截面法推导出钢蒙皮-复合材料芯材夹层板截面有效抗弯刚度,并采用材料力学理论推导出夹层板跨中挠度计算公式,计算各试件的跨中上下面板应力分布情况和跨中挠度。研究结果表明:当芯材厚度一致时,试件的跨中挠度随着钢板面层厚度的增加而逐渐减小;跨中挠度理论值与试验值吻合较好。     

不锈钢芯板一字形墙轴心受压承载力研究

不锈钢芯板一字形墙是由两块不锈钢面板和正交均匀排布的不锈钢芯管组成的一字形截面构件,芯管与面板的连接采用铜钎焊焊接。主要研究不锈钢芯板一字形墙轴心受压时的承载能力,提出了其轴压承载力的计算公式。首先,进行了有限元特征值屈曲分析,得到了计算一字形墙弹性屈曲荷载及相应的正则化高宽比λ_n的算式;通过非线性有限元分析,对面板厚度、高宽比、芯管外径、芯管壁厚以及芯管分布间距等参数变化对不锈钢芯板一字形墙轴压承载力的影响进行分析,得到了轴心受压稳定系数φ,以及进行稳定设计的φ-λ_n曲线;设计了3组不锈钢芯板一字形墙试件,并对其轴压承载力进行了试验研究。试验结果、有限元分析结果和计算结果吻合较好,验证了不锈钢芯板一字形墙轴压承载力计算式的安全性。     

单侧受限波形钢板轴压弹性屈曲分析

将波形钢板应用于钢管混凝土结构中,可以提高钢板的抗弯刚度,以防止高强钢管混凝土结构中钢板屈服前发生弹性局部屈曲.基于正交薄板理论,假定波形钢板的非荷载边为弹性转动约束,利用伽辽金法对单侧受限波形钢板单向受压屈曲荷载公式进行了推导,并给出了两种特殊边界条件下的简化计算公式.计算结果表明:对于四边简支和四边嵌固板,该方法与...     

不锈钢芯板结构芯管平压性能的研究分析

不锈钢芯板结构是一种新型的装配式结构体系。为研究不锈钢芯板结构芯管的平压性能,通过对12组合计212根构件不锈钢芯板结构芯管试件的平压试验,得到了不锈钢芯板结构芯管平压强度和平压模量;然后采用有限元分析来模拟试验过程。有限元计算结果与试验结果的对比表明:两者吻合良好,验证了有限元模型的可靠性;而后对芯管的平压性能进行数值分析。试验和理论结果表明:不锈钢芯板结构芯管在平压作用下的受力过程可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;芯管破坏的本质是芯管端部发生局部屈曲破坏;最后给出了此种不锈钢芯板结构芯管平压强度设计值的理论计算式。     

不锈钢芯板结构侧压性能试验研究

通过对不锈钢芯板夹层结构的侧压性能的试验研究和理论分析,着重讨论面板厚度、芯管厚度及间距对不锈钢芯板结构侧压性能的影响。研究表明:按照不同参数设计的试件主要存在局部皱折失稳、整体屈曲失稳、局部屈曲失稳三种破坏形式,并分别与芯管纵向间距、芯层剪切模量、芯层平压模量有关。发生前两种破坏时;试件极限位移和面板极限应力小,延性差;而发生局部屈曲失稳时,试件极限位移和面板极限应力大、延性好。为避免结构侧压时发生局部皱折失稳和整体屈曲失稳,在设计中宜通过缩小芯管的纵向间距以增加芯层剪切模量。     

简支双向钢-混凝土组合楼盖的弹性分析

用梁格法、拟板法、有限元法对四边简支双向钢-混凝土组合楼盖弹性阶段的变形及内力进行分析。通过与试验结果的对比可以看出,拟板法和有限元法计算简支双向组合楼盖比梁格法更经济且计算结果更全面。改变梁格数及板厚跨比进行算例分析可知,拟板法可用于分析常见结构布置的简支双向钢-混凝土组合楼盖。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板受力性能试验及挠度计算分析

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

钢筋混凝土单向板跨高比对耐火性能的影响

以某地铁工程车辆段为例,采用ABAQUS有限元分析软件建立钢筋混凝土简支单向板和连续单向板的计算模型,在ISO834标准升温曲线下对钢筋混凝土单向板进行了温度场计算,在此基础上分析跨高比对钢筋混凝土简支单向板和连续单向板耐火性能的影响规律。分析表明:在相同的保护层条件下,简支单向板和连续单向板受火3h的跨中位移均随跨高比增加而降低,但同一跨高比的简支单向板的跨中位移较连续单向板更大,下降的更快。综合考虑经济性与安全性因素,在高温作用下,简支单向板耐火极限跨高比不大于25,连续单向板耐火极限跨高比不大于30,即可满足耐火3h的要求。本文的研究方法可为地下工程钢筋混凝土单向板的耐火设计提供参考。     

FRP片材加固钢筋混凝土梁挠度分析

运用刚度解析法推导了截面平均刚度公式，然后用虚功原理进行了跨中挠度计算，理论计算值与试验值吻合较好，指出该方法是计算FRP片材加固钢筋混凝土梁挠度变形的有效方法。     

考虑扭矩影响的矩形角板内力分析及配筋修正

混凝土角板两相邻边简支两相邻边固支,是最常见的楼板类型。工程上根据跨中弯矩和内支座负弯矩计算受力钢筋,简支边支座配置构造筋。基于弹性薄板小挠度理论,求解了板内弯矩和扭矩分布和两者数值关系。分析表明,在简支边角部部位,混凝土角板内力分布复杂,角部容易产生裂缝。依照现行做法,在带有简支边的角部配置构造配筋无法满足受力需要,必须配置受力钢筋。通过对比与四边固支、四边简支矩形板的内力分布差异,揭示了混凝土角板设计存在的问题,并对其合理设计提出了建议;其结论也可为边跨板设计提供参考。     

体外预应力FRP筋加固混凝土单向板抗裂及刚度计算方法

通过6块体外预应力玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋加固混凝土单向板的受弯试验,分析GFRP筋张拉应力和配筋率对混凝土单向板抗裂性能和挠度的影响。结果表明,随GFRP筋张拉应力和配筋率的增大,体外预应力GFRP筋混凝土单向板抗裂荷载提高25%~125%,跨中开裂挠度增加35%~159%,跨中屈服挠度增加21%~36%,跨中极限挠度降低13%~34%。结合本文体外预应力GFRP筋加固混凝土单向板和已有文献的体外预应力FRP筋混凝土梁试验结果,提出适合体外预应力FRP筋加固混凝土单向板和梁抗裂及刚度的计算方法。     

钢筋混凝土矩形薄板在弹性地基上的热屈曲

基于板的小挠度理论,考虑混凝土材料的非线性,推导了弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板在热载作用下的平衡方程和稳定方程,给出了四边简支钢筋混凝土矩形薄板在均匀温度变化时临界屈曲温度变化的封闭解,讨论了板的材料常数、长宽比、相对厚度和基床系数等对临界屈曲温度变化的影响,从而为工程结构中弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板的临界屈曲温度的计算提供了理论计算依据。