混凝土灌芯纤维石膏板计算模型若干问题研究
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摘要
作为一种新的建筑材料，混凝土灌芯纤维石膏板具有许多优点，在工程应用和理论分析中有许多问题需要解决，本文在国内外现有研究成果的基础上，根据混凝土与纤维石膏板的推出试验结果，拟合出了粘结滑移本构关系，并利用有限元对混凝土芯柱与纤维石膏板间的粘结滑移进行了模拟，然后考虑使用接触，对混凝土灌芯纤维石膏板的受力过程进行了模拟和探索，最后提出了适合于工程计算的Col-Be&Combin简化计算模型。
首先，在混凝土与其他材料试验与理论分析总结的基础上并参考相关试验，对混凝土灌芯石膏板的推出试件进行了三维有限元模拟，采用三个非线性弹簧单元(Combination39单元)分别模拟石膏板与混凝土之间三个方向的作用，并与试验结果进行了对比。
其次，基于纤维增强石膏板组合墙体的抗震性能模型试验，通过对混凝土与纤维石膏板间接触面理论的分析，建立了Conta-Targe单元模拟的接触面单元，采用ANSYS参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流，对模型墙体在侧向和竖向荷载共同作用下的性能进行了非线性有限元分析，并和试验结果进行了比较，二者吻合较好。
最后，通过对混凝土灌芯纤维石膏板受水平荷载作用的受力特征的分析，提出了将石膏板作为水平弹簧施加到混凝土芯柱-圈梁体系中的简化模型：Col-Be&Combin体系，通过对Col-Be&Combin体系的计算分析，得到了不同弹簧在各级荷载下的内力-位移关系，作为计算的基础。
该研究为工程提供了一系列较为有效的分析混凝土与纤维石膏板抗剪性能的方法，对于提高该系列的计算水平具有重要意义，同时也为以后的工程应用和计算分析提供了可借鉴的经验。
Glass fiber reinforced gypsum wall is new building material and hasmany advantages than brick, but problems on engineering application andmechanical analysis need be solved at present. Based on the domestic andabroad researches and by a series of push-out test results, the relationsbetween the bond stresses and slip, three-dimension model were analyzed.At the end,a simple model was analyzed by this paper.
First, the push-out test specimens were numerically simulated. Inorder to take the ineraction between the fiber plasterboard and theconcrete core into account, combination39elements were used tosimulate the three directional interactions. The simulation results werecompared with the experimental results.
Second, based on the model experiment on seismic behavior, acommand stream is edited and the nonlinear finite element analysis of thestructure on the seismic behavior and model walls underhorizontal-low-cyclic loading with constant vertical loading is completed.The calculated results are much coincided with the tested results.
Finally, a simple mechanical model was analyzed. ACol-Be&Combin system was carried out. Through the analysis of theinternal force of spring, a series of rules was founded. The results of threedimensions model under different lateral loads were compared with thatof FEM analysis to prove the validity of macro model.
首先，在混凝土与其他材料试验与理论分析总结的基础上并参考相关试验，对混凝土灌芯石膏板的推出试件进行了三维有限元模拟，采用三个非线性弹簧单元(Combination39单元)分别模拟石膏板与混凝土之间三个方向的作用，并与试验结果进行了对比。
其次，基于纤维增强石膏板组合墙体的抗震性能模型试验，通过对混凝土与纤维石膏板间接触面理论的分析，建立了Conta-Targe单元模拟的接触面单元，采用ANSYS参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流，对模型墙体在侧向和竖向荷载共同作用下的性能进行了非线性有限元分析，并和试验结果进行了比较，二者吻合较好。
最后，通过对混凝土灌芯纤维石膏板受水平荷载作用的受力特征的分析，提出了将石膏板作为水平弹簧施加到混凝土芯柱-圈梁体系中的简化模型：Col-Be&Combin体系，通过对Col-Be&Combin体系的计算分析，得到了不同弹簧在各级荷载下的内力-位移关系，作为计算的基础。
该研究为工程提供了一系列较为有效的分析混凝土与纤维石膏板抗剪性能的方法，对于提高该系列的计算水平具有重要意义，同时也为以后的工程应用和计算分析提供了可借鉴的经验。
Glass fiber reinforced gypsum wall is new building material and hasmany advantages than brick, but problems on engineering application andmechanical analysis need be solved at present. Based on the domestic andabroad researches and by a series of push-out test results, the relationsbetween the bond stresses and slip, three-dimension model were analyzed.At the end,a simple model was analyzed by this paper.
First, the push-out test specimens were numerically simulated. Inorder to take the ineraction between the fiber plasterboard and theconcrete core into account, combination39elements were used tosimulate the three directional interactions. The simulation results werecompared with the experimental results.
Second, based on the model experiment on seismic behavior, acommand stream is edited and the nonlinear finite element analysis of thestructure on the seismic behavior and model walls underhorizontal-low-cyclic loading with constant vertical loading is completed.The calculated results are much coincided with the tested results.
Finally, a simple mechanical model was analyzed. ACol-Be&Combin system was carried out. Through the analysis of theinternal force of spring, a series of rules was founded. The results of threedimensions model under different lateral loads were compared with thatof FEM analysis to prove the validity of macro model.
引文
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