考虑保温围护板受力的混凝土石膏墙板结构简化计算分析

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1、考虑保温围护板受力的混凝土石膏墙板结构简化计算分析TheSimplifiedCalculationandAnalysisofConcreteGypsumWallConsideringtheMechanicalBehaviorofThermal-insulatingBoard学科专业：结构工程作者姓名：贾雪君指导教师：姜忻良教授天津大学建筑工程学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已

2、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说

3、明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要建筑石膏作为新型墙体材料，具有环保、质量轻、舒适等优点。由建筑石膏材料组成的结构构件可以实现工业化生产，不仅可以保证构件质量，而且能够大大提高建筑的施工速度。常见的混凝土石膏复合墙板主要是从澳大利亚引进的，我国研究人员对该复合墙板构件进行了大量的试验，研究其抗震性能，同时分析该复合墙板结构形式，探究其简化计算方法。目前，对于该类复合墙板的研究已经取得很多成果，在实际工程中也得到初步应用。本文主要内容及相关研究成果如下：（1）根据

4、复合材料均质化的理论，对混凝土石膏复合内墙板构件的结构进行理论分析，提出简化计算方法，推导出复合内墙板的弹性模量、泊松比、密度等弹性常数的计算公式。（2）对带有保温系统的复合外墙板构件进行简化计算，提出了复合外墙板保温板简化为弹簧模型和二次等效简化计算模型，推导出等效后的墙板材料弹性模量计算公式以及复合外墙板保温系统对于墙板刚度的提高系数。（3）利用ANSYS有限元分析软件建立复合内、外墙板有限元计算模型，分别进行单调水平加载，结果表明，两种复合外墙板简化计算模型计算值与试验值的位移相差小于9%

5、，验证了简化计算模型的正确性；复合外墙板保温系统在一定程度上会提高墙板刚度，墙板刚度提高10%～14%。（4）基于本文所提出的复合内、外墙板简化计算方法，建立考虑和不考虑复合外墙板保温系统的两种18层复合墙板住宅结构整体模型。采用振型分解反应谱法和动力时程分析法对两种模型进行分析，研究两种结构在小震及大震情况下和不同地震波激励下结构的地震反应，对比分析两种结构在最大楼层位移、底部剪力、关键层域位置等方面的不同，探究复合外墙板结构的保温系统对整体结构刚度、自振周期等方面的影响。研究表明带有保温系统

6、的复合外墙板结构能够更准确的描述结构的地震反应；不考虑保温系统影响的简化模型计算结果偏保守，浪费材料关键词：复合外墙板，保温系统，抗震性能，振型与周期，有限元IIIABSTRACTAsanewtypeofwallmaterial,buildinggypsumhasmanyadvantagessuchasenvironmentalprotection,lightweight,comfortandsoon.Thestructuralcomponentsmadeofbuildinggypsumcanr

7、ealizeindustrialproduction,whichcannotonlyguaranteethequalityofthecomponents,butalsocangreatlyimprovetheconstructionspeedofthebuilding.CommonconcretegypsumcompositewallplateismainlyintroducedfromAustralia,Chineseresearchershavedonealotofexperimentson

8、thecompositewallcomponenttostudyitsseismicperformance,analysisthecompositewallstructureandexplorethesimplifiedcalculationmethod.Atpresent,manyachievementshavebeenmadeintheresearchofthiskindofcompositewallpanels,andithasbeenappliedinpracticalengineeri