装配式压型钢板-聚氨酯夹芯楼板受弯性能研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:niko_robin
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金属面夹芯板以其独特的构造和优越的组合性能,在房屋建筑中得到了广泛应用,金属面板对芯层具有保护作用,而芯层可以将两个面板连接成整体,共同承受荷载,并提高面板的抗屈曲能力。另外,芯层还具有绝热、隔声等作用。因承载能力较低,刚度较小,金属面夹芯板很少在楼板中使用。鉴于金属面夹芯板具有的诸多优点,本文提出了一种新型的压型钢板-聚氨酯夹芯楼板结构,即在金属面夹芯板的构造基础上,采用双层深压型钢板与槽钢的组合,并填充硬质聚氨酯泡沫材料作为芯层。为了研究这种夹芯楼板的受弯力学性能,对其进行了试验研究、有限元仿真模拟和理论分析,具体研究过程如下:(1)通过对压型钢板-聚氨酯夹芯楼板结构进行面外静力加载试验,观察并分析试件的挠曲变形情况和应变规律,得到了夹芯楼板的抗弯承载性能和受弯破坏模式。(2)采用有限元软件ABAQUS建立夹芯楼板力学模型进行分析,并与试验结果进行对比,验证了有限元模型的准确性。(3)借助所建立的精细化有限元模型,研究槽钢种类、楼板厚度、压型钢板厚度、楼板跨度、聚氨酯密度及加劲肋等参数对夹芯楼板受弯性能的影响。(4)在试验研究与有限元分析的基础上,依据现有夹芯板理论,推导夹芯楼板挠度计算公式和抗弯承载力计算公式,并验证其适用性。通过上述研究,得到主要结论如下:所提出的新型夹芯楼板具有较好的抗弯承载能力,并且变形能够满足正常使用极限状态下的挠度限值要求。在破坏时试件挠度过大,槽钢的跨中位置发生畸变屈曲。其次,通过试验验证了有限元模型的准确性,槽钢能够有效改善夹芯楼板的承载能力和刚度,楼板厚度、压型钢板厚度和楼板跨度均对夹芯楼板的承载能力和刚度有显著影响,而聚氨酯泡沫密度和加劲肋对其承载能力和刚度的影响不明显。最后,通过理论推导出夹芯楼板的挠度和抗弯承载力计算公式,与试验结果和有限元分析结果相比,计算公式所得到的结果最大误差在10%以内,验证了公式的可靠性。
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