轻钢龙骨泡沫混凝土墙板平面外抗弯性能研究

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轻钢龙骨复合墙板由于良好的工业化生产特点,在国内外应用非常广泛,满足了装配式建筑产业化发展的要求。本文基于现有轻钢龙骨复合墙板的缺点,结合泡沫混凝土和轻钢龙骨的优势,提出了一种新的轻质复合墙板,即轻钢龙骨泡沫混凝土墙板。本文通过试验研究、数值模拟分析和理论分析相结合的方法对轻钢龙骨泡沫混凝土墙板构件的抗弯性能进行了系统的研究,为该类墙板在工程应用提供试验和理论支持。本文主要研究内容如下:(1)分别设计并制作了一块单向板和一块双向板,并对两块轻钢龙骨泡沫混凝土墙板进行了平面外抗弯试验研究,重点研究分析了两块墙板构件的变形性能、破坏模式、裂缝开展情况、极限承载力和重要部位的应变等。(2)基于试验研究结果,采用通用有限元分析软件ABAQUS建立了轻钢龙骨泡沫混凝土墙板构件的数值模拟分析模型,通过与试验结果对比分析,验证了有限元分析模型参数选取和设置的有效性。在此基础上,对单向板和双向板展开了参数分析,研究了龙骨间距、龙骨厚度、龙骨高度和泡沫混凝土强度等参数变化对轻钢龙骨泡沫混凝土墙板力学性能的影响。(3)在试验研究和有限元分析的基础上,基于相关基本假定,推导出了开裂弯矩和挠度计算方法,并仿照《组合结构设计规程》对受弯构件抗弯承载力的计算方法和理论,对轻钢龙骨泡沫混凝土墙板正截面受弯承载力计算方法进行了推导,提出了墙板受弯承载力计算公式,通过与试验结果和有限元分析结果进行对比,吻合良好。
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