秸秆混凝土力学性能试验研究及密肋复合墙体有限元分析

【摘要】：秸秆混凝土是一种新型节能环保的绿色建筑材料，具有密度小、保温性能好、节能环保等优点。它是一种以植物秸秆作为骨料的混凝土材料，本文采用的是玉米秸秆，其造价低廉能广泛应用于农村住宅。 密肋复合板结构是一种新型结构体系，它集围护、承重、抗震耗能于一体，在目前已有的研究和实践中都有良好的性能表现。本文提出的秸秆混凝土密肋复合墙体是以普通混凝土为框格，内嵌秸秆混凝土砌块，所以既有轻质保温的特点，又有一定的耗能能力。 在参考了大量文献后，本文秸秆混凝土砌块的力学性能进行了试验研究，并利用秸秆混凝土的本构关系建立有限元模型，讨论了秸秆混凝土密肋复合墙体的耗能能力。主要内容如下： 1本文制作了秸秆掺量为10%和15%的秸秆混凝土砌块，对其进行立方体抗压试验和棱柱体抗压试验，得到了秸秆混凝土抗压强度、弹性模量和全曲线方程。 2运用ABAQUS有限元软件，建立和完善混凝土密肋复合墙体模型，并将有限元模型分析与试验分析对比，验证了有限元分析方法的精确度。模拟混凝土密肋复合墙体在低周往复水平荷载作用下的受力状态，作出滞回曲线，分析墙体的抗震耗能性能。 3推导密肋复合墙体斜截面抗剪承载力公式，结合秸秆混凝土材料性能，通过有限元计算修正砌块影响系数，以形成适用于秸秆混凝土密肋复合墙体的抗剪承载力公式，并讨论了抗剪承载力的影响因素及公式的适用范围。 【关键词】：秸秆混凝土 全曲线方程 密肋复合板结构 抗剪承载力 有限元分析
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 绪论14-25
• 1.1 选题背景14-15
• 1.1.1 建筑的环境问题14
• 1.1.2 农村建筑的地震安全14-15
• 1.2 本课题的相关研究现状15-21
• 1.2.1 国外植物纤维增强水泥基复合材料的研究和发展情况15-17
• 1.2.2 国内植物纤维增强水泥基复合材料的研究和发展情况17-18
• 1.2.3 密肋复合墙板研究和发展情况18-21
• 1.3 本文研究的目的及主要内容21-25
• 1.3.1 研究目的21-23
• 1.3.2 研究内容23-25
• 第2章 秸秆混凝土力学性能试验研究25-44
• 2.1 引言25-26
• 2.2 试验材料26-27
• 2.3 配合比设计27-28
• 2.4 试验方案及试件28-29
• 2.4.1 试验方案28
• 2.4.2 试验试件28-29
• 2.5 加载方案及试验装置29-31
• 2.5.1 加载方案29-30
• 2.5.2 试验装置30-31
• 2.6 试验过程及现象31-32
• 2.7 抗压强度及弹性模量32-34
• 2.7.1 抗压强度32-33
• 2.7.2 弹性模量33-34
• 2.8 全曲线34-42
• 2.8.1 试验数据处理35-36
• 2.8.2 应力应变全曲线的几何特征36-39
• 2.8.3 全曲线拟合39-41
• 2.8.4 曲线的误差41-42
• 2.9 本章小结42-44
• 第3章 密肋复合墙体有限元数值模型建立44-72
• 3.1 引言44
• 3.2 钢筋混凝土有限元模型44-52
• 3.2.1 钢筋模型45-48
• 3.2.2 混凝土损伤塑性模型48-50
• 3.2.3 损伤因子计算方法50-52
• 3.3 ABAQUS 密肋复合墙体模型52-63
• 3.3.1 单元类型的选择52-53
• 3.3.2 构件的接触关系53-54
• 3.3.3 试验模型基本参数及试验方法54-57
• 3.3.4 ABAQUS 模型建立过程57-63
• 3.4 有限元数值模拟结果验证63-70
• 3.4.1 荷载位移曲线63-64
• 3.4.2 砌块与框格间的接触关系64-66
• 3.4.3 墙体破坏66-68
• 3.4.4 滞回曲线68-70
• 3.5 本章小结70-72
• 第4章 秸秆混凝土密肋墙体斜截面承载力分析72-87
• 4.1 引言72
• 4.2 密肋复合墙体斜截面抗剪承载力公式72-78
• 4.2.1 计算模型72-73
• 4.2.2 基本假定73-74
• 4.2.3 抗剪极限承载力计算公式74-78
• 4.3 秸秆混凝土砌块抗剪作用影响系数78-83
• 4.3.1 材料性能79
• 4.3.2 墙板尺寸及配筋79-81
• 4.3.3 建立模型81-83
• 4.4 密肋复合墙体抗剪承载力影响因素83-85
• 4.4.1 剪跨比对抗剪承载力的影响83-84
• 4.4.2 轴压比对抗剪承载力的影响84-85
• 4.4.3 填充砌块强度对抗剪承载力的影响85
• 4.5 本章小结85-87
• 结论87-90
• 研究结论87-88
• 展望88-90
• 参考文献90-97
• 攻读学位期间发表的学术论文97-98
• 致谢98

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