轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究

轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究

李一松[1]2003年在《轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究》文中指出本文主要内容为CS夹芯混凝土板的抗弯、抗剪性能的试验研究与理论分析。通过对两组(各叁块)跨度分别为3.9m和4.5m的CS夹芯混凝土板在均布荷载下的抗弯试验研究,得出了CS夹芯混凝土板在两端简支情况下的开裂荷载值、板底裂缝发展与所加均布荷载的关系曲线、板的跨中挠度的发展与所加均布荷载的关系曲线,板底纵向钢丝应变与所加均布荷载关系曲线以及板的极限荷载值,同时对板的最终的破坏形态进行了分析,最后在试验的基础上,提出了CS夹芯混凝土板的开裂荷载的理论计算公式和极限荷载的理论计算公式,并通过比较试验结果和理论计算结果验证了所提出公式的可行性。通过对一组跨度为2.5m的两端简支的CS夹芯混凝土板在集中荷载作用下的斜截面受剪破坏试验研究,得出了在这种情况下集中荷载与破坏截面内斜插钢丝应变关系曲线、板的破坏荷载值,以及在这种情况下板的破坏形态,同时还在试验的基础上,提出了用于理论分析的数学模型和计算公式。

侯科[2]2014年在《新型陶粒泡沫混凝土组合板研究》文中研究指明本文是江苏省科技支撑计划“预应力拼装预制轻骨料活动板房研发”项目(编号:BE2010643)的研究子项,旨在研发适用于轻型预制板房的新型轻质混凝土板材。由于泡沫混凝土具有轻质、保温、隔音和耐火等优点,本文以泡沫混凝土为基材,分别与钢筋混凝土和钢材组合,设计制作了钢筋混凝土-陶粒泡沫混凝土组合板和钢-陶粒泡沫混凝土组合板,并对它们进行了受弯试验研究,给出了它们在设计计算和工程应用方面的建议。钢筋混凝土-陶粒泡沫混凝土组合板根据组合层数不同分为单层板、双层板和叁层板。设计和制作了11块足尺试件,并对它们进行受弯试验,研究各种组合板的特点和性能,推导得出此类组合板的受弯承载力和开裂荷载的计算公式,并与实测值比较,验证了计算公式的可靠性和适用性。研究结果表明:现浇迭合制成且不设置抗剪件的组合板,在加载过程中,泡沫混凝土与普通混凝土能协同工作,迭合界面不存在脱开现象;泡沫混凝土位于受拉区的组合板开裂严重,易发生脆性破坏,不建议在工程中应用;泡沫混凝土位于受压区的双层板力学性能较好,适合在现浇板或迭合板中应用;泡沫混凝土位于中间层的叁层板力学性能优越,承载力与同等配筋率的普通钢筋混凝土板相当,且能有效减轻自重达40%,适合作为预制板材使用。钢-陶粒泡沫混凝土组合板根据组合钢材分为压型钢板-泡沫混凝土组合板、彩钢板-泡沫混凝土组合板和钢边框-泡沫混凝土组合板。设计和制作了14块足尺试件,并对它们进行受弯试验,研究各类组合板的破坏模式和力学性能,推导得出闭口式压型钢板-泡沫混凝土组合板和钢边框-泡沫混凝土组合板的受弯承载力公式。研究结果表明:抗剪连接件设置不足时,压型钢板-泡沫混凝土组合板易发生纵向剪切粘结破坏;BD闭口式压型钢板与泡沫混凝土组合可以有效发挥各自特点,在减轻自重的同时具有较高的承载力和刚度;彩钢板夹芯板可以采用文中的焊接竖向短钢筋或钢筋网架的方式作为连接件,在连接可靠的前提下,彩钢板能与配筋泡沫混凝土芯板协同受力,有效提高承载力,适合在预制板中应用;钢边框-泡沫混凝土组合板力学性能优越,泡沫混凝土的填充使得组合板相较于纯钢边框可以提高承载力达75%,且尺寸规则,制作工艺简单,可以采用文中推导的受弯承载力公式进行设计计算,适合作为轻质高强预制板材使用。

孙燕飞[3]2014年在《节能装配式轻型房屋的分析与设计》文中研究表明临时性房屋在我国的需求量很大,救灾房、工地用房、野外勘探用房等均需在短时间内建成使用,要求临时性房屋构件能够运输方便,并且能够现场快速组装、构建。由于临时性建筑的临时性,更要求其能拆卸方便,可回收利用,并多次循环周转。本文针对临时性建筑研发了一种装配混凝土板式结构房屋,对本房屋的建筑、结构、节点连接构造进行设计,并对结构的围护体系进行了热工性能研究,为装配式房屋的应用推广提供依据。(1)节能装配式轻型房屋采用混凝土板式结构体系,即墙板集承重与围护于一体,板式构件可采用工厂化预制,实现标准化。墙板、楼板、屋面板可以采用CL复合板或竹筋-陶粒混凝土复合板,其承载力高、保温性好、自重轻。(2)装配式轻型房屋采用“连接板+螺栓+预埋连接件”的连接方式,房屋现场拼装方便快捷,无需现场施焊,拆装过程不对房屋构件造成损坏,实现装配式房屋的多次循环利用。(3)对装配式房屋进行了结构计算分析,提供了本类型房屋在设计计算时的一种建模方法,包括对板材厚度的等效、节点弹簧单元的选取等;并对结构的应力、挠度及位移进行了验算,均满足规范要求,房屋安全可靠。(4)通过CL复合板、竹筋-陶粒混凝土复合板的热阻试验,以及对复合板的保温隔热性能进行有限元参数分析,发现试验结果与分析结果吻合很好。CL复合板、竹筋-陶粒混凝土复合板均具有较好的保温隔热性能,但竹筋-陶粒混凝土复合板的保温隔热性能更优。

江雪梅[4]2005年在《轻型木结构体系的研究》文中研究说明近几年来,随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,环保节能的轻型木结构房屋引起了人们的关注,它在我国有着较为广泛的应用前景。木结构房屋的优势在于设计风格独特,在国外大规模建造木结构房屋,其所有结构及连接件都是现代化标准化生产,施工便捷,工期短。由于木框架建筑实际上是采用标准的构件方法,因此系统的扩展、整修和改造很容易,便于推广。目前,我国的轻型木结构房屋绝大部分是国外的建造商应用成套进口材料建造,并采用的是加拿大和美国的建造技术。由于国际上没有通用的国际标准,各国均依照自己国情制定的国家标准生产加工产品,因此制定一套符合我国国情的设计、制造和安装工艺,是本课题的研究内容。本文通过实验和理论推导对轻型木结构的应用体系做了研究,其主要内容如下:1、研究了轻型木结构的材料特性及其建筑抗震性能、防火性能、防潮性能和防蚁性能;2、对轻型木结构体系及建筑构造做法作了详尽的研究。包括住宅骨架构件的建造以及建筑装饰的建造方式,骨架构件又分基础、楼板框架、墙体框架和屋顶框架四大部分作了详尽的研究,建筑装饰又分别按屋面板、内外墙面板、内外门窗、顶棚、楼地面等几大部分作了详尽论述;3、对轻型木结构的设计、制造和装配工艺及水暖管道及电气配线的安装作了详细的论述;4、在齿板承载力试验的基础上对影响齿板承载力的一些因素进行了分析,为齿板连接轻型框架木桁架的设计验算方法以及此类木桁架的制作、连接、安装提供一些参考依据。5、研究了轻型木结构住宅的建筑、结构节点的连接方法,并对轻型木结构住宅的结构材料、内外装饰材料、防水材料和水暖电设备作了国产化部品的配套与整合。

郭强[5]2016年在《装配式轻型低矮房屋门形支撑铰接钢框架结构体系及其受力性能分析》文中认为近年来,随着城镇化建设步伐的加快,低矮房屋的体系呈现多样化,但大部分房屋成本过高、构造连接复杂,不符合国家大力提倡的建筑工业化理念,推广较困难,同时由于我国钢产量过剩,发展钢结构房屋势在必行。因此,新型预制装配化轻型钢结构体系研究具有重大意义。本文在梁柱刚接轻钢框架结构体系的基础上,提出了一种新型的结构体系—装配式轻型低矮房屋门形支撑铰接钢框架结构(P-SFPG)体系。该结构体系采用柱子贯通、梁端铰接于柱子上,并在柱子间加支撑的的连接方式,现场无需施焊及鲜有湿作业,符合全预制装配化的要求;水平侧向力全部由支撑承担,竖向荷载全部由梁柱框架承担,且因梁柱节点不传递弯矩,可以大大减小梁柱截面尺寸;其中,支撑不仅包括普通支撑,而且包括为解决开门窗问题新提出的新型门形支撑。为了进一步探讨该新型结构体系的力学性能,本文做了以下工作:(1)验证新型门形支撑提出的合理性、等效模型的正确性,将其与普通支撑进行对比,获得其优劣性,并用SAP2000中PushOver非线性分析研究其破坏形态—结果表明,新型门形支撑下撑杆先出铰,其次上撑杆,最后是对应的梁,符合支撑为抗震第一道防线的要求并给出了其抗侧刚度的计算公式;(2)建立2层的整体P-SFPG体系房屋,利用Midas进行模态分析,得到结构的自振特性,在此基础上,利用软件进行多遇地震作用下的反应谱分析,罕遇地震下的弹塑时程分析,并用SAP2000来研究其破坏形态—结果表明,结构在多遇及罕遇地震下的抗震性能良好,屈服的强度较高,破坏形态门形支撑的下撑杆先出铰,其次上撑杆,满足‘强梁柱弱支撑”要求;(3)在上述研究的基础上,对获得山东省农村民居建筑抗震设计优秀方案项目,进行P-SFPG体系转换试设计,首先仅通过竖向荷载作用设计梁、柱截面,仅通过水平荷载作用设计支撑截面,然后将其组装成整体结构,施加所有荷载及地震作用按规范要求进行验证,并运用Midas软件对其进行地震反应谱分析,研究整体结构的抗震性能,最后,对该结构房屋进行初步预算并与砖混结构进行对比—结果表明,分开进行设计构件截面的方法是合理的,组装成的整体结构抗侧及抗震性能良好,且用钢量明显比其它轻钢结构少,经济性能在合理范围内。经研究表明,该新型结构体系在合理设计梁柱截面尺寸下,其力学性能良好,同时与之配套的新型门形支撑抗侧耗能突出,破坏形式符合支撑为抗震第一道防线的要求,且整体结构经济性好,适于大力推广。

符如旭[6]2017年在《新型轻质复合屋面夹芯板力学性能研究》文中进行了进一步梳理夹芯板结构符合建筑设计中经济、美观、适用的原则,在建筑结构中使用具有明显优势。本文所提出的新型轻质复合屋面夹芯板是一种以普通夹芯板为基础,并借鉴空腹夹层板结构的构造方式,在夹芯层部位设置圆柱剪力键以改善结构性能的新型夹芯板结构。此类新型轻质复合屋面夹芯板力学性能优良,且厚度小于传统梁板楼屋盖结构,可有效降低楼层层高。同时使用筑粒混凝土轻质材料,减轻了结构自重。这种体系的楼板底平整,一般不需要二次吊顶装饰,可广泛运用,对其进一步研究推广和创新运用具有重要意义。首先根据新型轻质复合屋面夹芯板的结构特点,对新型轻质复合屋面夹芯板的受力情况以及力学性能进行了理论分析,得到其抗弯刚度与抗剪刚度公式。采用将圆柱剪力键等效为夹芯板的夹芯层的“拟夹层板法”,对新型轻质复合屋面夹芯板结构进行连续化分析,得到了新型轻质复合屋面夹芯板的基本微分方程,并结合荷载作用形式及边界条件,最终获得了挠度变形的解析解。考虑筑粒混凝土容重、钢丝网直径以及钢丝网配置方式等叁个变量因素设计了 14组新型轻质复合屋面夹芯板试件进行对比试验,研究两边简支试件在均布加载下的破坏形态和极限承载力。结果表明,新型轻质复合屋面夹芯板极限抗弯承载力较高,满足设计要求,且发生破坏前板底未出现开裂现象,验证了筑粒混凝土延性较好的特点。继续加载时在边梁边缘处发生呈45°角剪切破坏。最后在新型轻质复合屋面夹芯板试验的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS,并根据筑粒混凝土容重、钢丝网直径以及钢丝网配置方式等叁个变量因素建立了有限元分析模型,对新型轻质复合屋面夹芯板的受力性能进行模拟分析研究,结果表明模拟结果与试验吻合较好。然后分析了板内圆柱剪力键尺寸、数量以及布置方式等参数的变化对新型轻质复合屋面夹芯板抗弯性能的影响,进而得到了相较于原设计方案受力更优越的结构形式。

黄巧艺[7]2011年在《低层轻型钢结构体系的整体受力性能分析》文中进行了进一步梳理低层轻型钢结构体系住宅在欧美广泛应用于民用别墅,但目前在我国应用较少,对其受力性能研究不够全面,研究成果也不多,尚无相应的设计规范。本文对低层轻钢龙骨住宅复合墙体受剪性能进行了有限元模拟分析,并研究了低层轻型钢结构体系住宅在地震作用下的整体受力性能。首先,通过ANSYS对C型轻钢龙骨柱外包石膏板墙柱的抗侧受力性能进行数值模拟分析,与北新建材试验进行比较,得出建模方法是可行的。其次,研究不同跨度比、墙体长度和钢带支撑等因素对墙柱抗侧受力性能的影响。最后,研究蒙皮数量、墙板厚度、墙板材料、楼板厚度、立柱厚度及大小、主梁厚度、次梁厚度、阻尼比等因素对低层轻型钢结构体系在地震作用下的整体受力性能影响。

陈国[8]2011年在《现代竹结构房屋的试验研究与工程应用》文中研究表明人类使用竹材的历史十分悠久,竹材是人类使用最早的建筑材料之一,近年来,随着人们环保意识的增强,竹材及其竹制品在结构方面的用途获得了稳步增长。竹子因其生长快和加工简便等优点,有望取代了生长缓慢的普通阔叶木材,成为一种有着广泛应用前景的可再生原料。竹子具有较强的力学性能,低成本,可再生性,分布广泛等特点,使其在发展中国家的国民经济建设中扮演着重要的角色。而且,由于竹子生长快且根系发达,竹子是良好的碳的储存库,具有涵养水源、保持水土的作用。在北美,大部分的住宅采用的都是轻型木结构。造价低廉的轻型木结构住宅曾经而且将来还将继续占据了住宅市场的主导地位。我国的森林资源十分的匮乏,这就严重的影响了木结构住宅的推广应用,因此需要寻找一种木材的替代品。轻型竹结构房屋在我国属于新兴的建筑结构形式,因此迫切需要开展这方面的研究工作。本文的研究工作由湖南大学现代竹木及组合结构研究所实施,结合“长江学者和创新团队发展计划教育部创新团队项目”(IRT0619)、“美国蓝月基金项目”(710082)及“国家自然科学基金”(50938002)对现代竹结构房屋的试验研究和工程应用进行了系统的研究,主要研究内容和结论如下:本文介绍了现代竹结构住宅的试验、设计和建造,详细介绍了平台式竹结构住宅的基础、墙体、楼盖、屋盖等方面的特点。轻型竹结构住宅充分的利用了竹材的轻质高强、加工性能好和较好的耐久性能的优点,主要解决了现代竹结构住宅在抗震性能、防潮、防蚁和室内空气品质等方面的一些技术难题。本文对六榀5m和6m跨度的竹结构屋架进行了检验性试验和全跨破坏性试验,并分析了屋架的主要破坏形式及影响其承载力的一些主要因素。传统的屋架设计方法通常假定节点为铰接或刚接,忽略了节点的半刚性,这种假定不符合屋架的实际受力特性。本文通过考虑屋架结点的半刚性特性,对比分析了不同节点模型状态下的承载力和变形性能,半刚性节点模型的分析结果和实验结果吻合得较好。本文选择了能够反映实际“单户竹结构房屋”特点的底层一个长宽高为3.66m×2.44m×2.6m的房间进行模拟地震振动台试验和推覆试验。在每个水准和试验阶段结束前后进行白噪声扫频。本文主要研究了模型结构房屋在不同的地震水准作用下的动力特性、加速度反应、位移反应、底梁板与墙骨柱的竖向相对位移以及地脚螺栓内力的变化。竹结构模型房屋在经历振动台试验后,未经任何修复与加固即进行推覆试验直至破坏。模型结构薄弱部位为剪力墙中墙面板边缘的钉连接,通过加密板边缘的钉子,可以提高结构的抗震能力和整体刚度,保证水平地震作用较好地传递。本文的试验未考虑装饰层的影响,因此本文的研究是偏于保守和安全的。不同于传统的钢结构和混凝土结构,竹结构住宅缺乏相关方面的理论研究,尤其极端荷载条件下的结构反应,如地震或风荷载下。本文介绍了竹结构住宅的抗震性能特点,并对竹结构房屋的抗侧力系统进行了理论分析。总之,本文的研究目的在于研究轻型竹结构房屋的抗震性能,为其在国内的设计和推广应用提供依据。

陈正厂[9]2012年在《定向刨花板作为轻型木结构覆板的抗弯性能研究》文中认为我国杨木资源丰富,是世界上杨树人工林面积最大的国家。苏北是意杨之乡,意杨有较大利用,但主要用作装修用胶合板、造纸,并未完全利用其价值,因此如果意杨定向刨花板能够用于轻型木结构楼、屋面板,可以创造较大的经济效益,同时可以丰富我国轻型木结构用材的种类。随着世界森林资源的减少,优质大径级原木日益紧缺,胶合板增长速度越来越慢。在发达国家,胶合板产量已急剧下降,出现了负增长。作为实木和胶合板替代品的定向刨花板越来越为人们重视,并进入建筑业,部分替代了结构胶合板。从长远来看,定向刨花板在很大程度上将取代胶合板。本文对意杨定向刨花板用作轻型木结构屋面板、楼面板的可行性进行了试验研究,模拟了干态、湿态(湿态重新干燥)两种条件,进行均布荷载、集中荷载和冲击荷载下板的弯曲试验,结果表明:标准厚度的意杨板,用作轻型木结构的屋(楼)面覆板,其性能均优于相关规范要求,从而得到了意杨定向刨花板可以用作轻型木结构覆板的结论。对均布荷载下意杨板的刚度进行了修正,得到了新的挠度计算公式,可以为研究其它结构板材提供借鉴。

李海英[10]2005年在《钢结构建筑围护结构的材料和构造技术研究》文中研究表明自身的优秀性能和非同寻常的美学特性,使钢结构建筑成为当代建筑发展的选择。在信息时代,钢结构与金属和玻璃的组合是围护技术手段的代表,精密的、明晰的形象成为当代钢结构围护技术审美的标志。结构方式的改变、使用材料的不同,要求建筑师在进行钢结构建筑设计的时候从整体设计理念到技术构造细节都应有别于砖石或混凝土工程设计。论文具体内容从以下几个方面入手,包括:钢结构的结构类型,钢结构实体外墙围护材料和构造、不同结构下楼板的选用、屋面材料特别是大跨度钢结构金属屋面和膜材屋面的材料和构造特点、玻璃幕墙的防火、基于构造和材料的幕墙美感和通透的体现以及对围护结构影响的防腐、防火及保温等技术方面进行归纳,同时也以作者参加的实际项目“清华大学超低能耗楼”的围护为例讲述智能保温围护结构。笔者对钢结构的围护结构从厂家、施工方以及其他技术层面来进行围护构件和配套产品的研究,具体方法主要针对于现有的国内和国外围护构件的材料性能、构造做法等做相应的调查和比较,发掘适合钢结构建筑围护结构的材料和构造,特别是钢与玻璃和金属结构的组合,从而探索出适合我国技术条件和经济现状的钢结构建筑围护体系,力图为建筑师提供适宜建筑形象构思的围护构件和材料。同时钢结构钢构件外露带来一系列问题,如冷(热)桥问题,防火、防腐问题较难解决。通过对钢结构围护结构影响较大的建筑技术的研究,建构一个建筑师针对钢结构建筑围护设计的相对完整的设计手法和原则,对有关技术理念和美学原则进行过滤和更新。

参考文献:

[1]. 轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究[D]. 李一松. 天津大学. 2003

[2]. 新型陶粒泡沫混凝土组合板研究[D]. 侯科. 中国矿业大学. 2014

[3]. 节能装配式轻型房屋的分析与设计[D]. 孙燕飞. 山东大学. 2014

[4]. 轻型木结构体系的研究[D]. 江雪梅. 河北理工大学. 2005

[5]. 装配式轻型低矮房屋门形支撑铰接钢框架结构体系及其受力性能分析[D]. 郭强. 山东建筑大学. 2016

[6]. 新型轻质复合屋面夹芯板力学性能研究[D]. 符如旭. 哈尔滨工程大学. 2017

[7]. 低层轻型钢结构体系的整体受力性能分析[D]. 黄巧艺. 浙江工业大学. 2011

[8]. 现代竹结构房屋的试验研究与工程应用[D]. 陈国. 湖南大学. 2011

[9]. 定向刨花板作为轻型木结构覆板的抗弯性能研究[D]. 陈正厂. 南京林业大学. 2012

[10]. 钢结构建筑围护结构的材料和构造技术研究[D]. 李海英. 清华大学. 2005

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轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究
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