梯形截面受弯构件承载性能研究

发布时间：2017-10-29 09:12

  本文关键词：梯形截面受弯构件承载性能研究

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【摘要】：地基基础设计作为建筑结构设计的重要组成部分,合理的基础设计不但能给上部结构提供安全保障,同时也可以节约工程造价和缩短工期。现行地基规范关于钢筋混凝土独立基础的配筋计算,存在一些不明确之处,本文主要是从独立基础的配筋引发思考,将其简化为梯形截面钢筋混凝土梁后,研究梯形截面受弯构件的承载性能。而在实际工程中,有时也会因需要而采用梯形截面的钢筋混凝土梁,但《混凝土结构设计规范》并没有给出梯形截面梁承载力计算公式。设计者都是根据基本理论并做一些假定来进行近似计算的。而这些计算结果有时偏于保守,有时偏于不安全。本文以截面高度和面积相同而侧边倾角(底角)不同的钢筋混凝土梯形(矩形)截面梁为研究对象,针对其抗弯承载力以及抗弯承载力与截面形状变化的关系展开研究,主要研究内容有:(1)通过设计三组底角不同截面高度和面积相同的钢筋混凝土梯形截面梁进行加载试验,将试验结果进行比较、分析,得出梯形截面梁的抗弯承载力与截面底角大小的关系。(2)通过对试验得到的各组混凝土梁的承载力和加载过程中不同位置的钢筋、混凝土的应变变化分析,得出梯形截面梁的截面应变不同于矩形截面梁,某些位置存在应变滞后的现象。(3)通过建立钢筋混凝土梯形(矩形)截面梁有限元模型,进行数值模拟静载试验,得出数值模拟结果与室内试验结果接近。在此前提下,模拟研究截面底角30°组梯形截面梁的承载性能。(4)根据试验和理论分析,提出了梯形截面混凝土受弯构件的抗弯承载力计算公式。(5)用本文推导出的公式,对工程实例进行配筋计算,并与传统计算方法算得的结果进行比较。
【关键词】：梯形截面混凝土梁 抗弯承载力 试验研究 应变滞后 公式推导 数值模拟
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375;TU470
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 钢筋混凝土梁的概况12-14
• 1.2.1 钢筋混凝土梁的分类构造12
• 1.2.2 钢筋混凝土梁的受力全过程12-14
• 1.3 异形梁的研究概况14-16
• 1.4 本文主要内容及研究方向16-18
• 第2章 室内模型试验18-28
• 2.1 室内试验的主要内容、意义18-19
• 2.2 结构试验的主要步骤19-20
• 2.3 试件设计制作20-21
• 2.4 加载装置及制度21-23
• 2.4.1 支座的选择21-22
• 2.4.2 加载方法22
• 2.4.3 加载制度：22-23
• 2.5 测点的布置和采集23-27
• 2.5.1 百分表的安装和挠度的测量23-24
• 2.5.2 应变片的布置和应变测量24-27
• 2.5.3 裂缝观测27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 梯形截面梁的理论分析计算28-38
• 3.1 各梁试件开裂荷载的理论计算28-32
• 3.1.1 矩形截面梁开裂荷载理论计算28-30
• 3.1.2 梯形截面梁开裂荷载理论计算30-32
• 3.1.3 开裂荷载计算结果32
• 3.2 各试件极限荷载的理论计算32-36
• 3.2.1 矩形截面梁极限荷载计算32-35
• 3.2.2 梯形截面梁极限荷载计算35-36
• 3.2.3 极限荷载理论计算结果36
• 3.3 本章小结36-38
• 第4章 梯形截面梁试验结果分析计算38-50
• 4.1 概述38
• 4.2 试验结果与分析38-46
• 4.2.1 梯形截面混凝土梁受力全过程38-41
• 4.2.2 挠度分析41
• 4.2.3 开裂荷载和极限荷载41-43
• 4.2.4 裂缝开展分布情况43-44
• 4.2.5 各试件截面应变分析44-46
• 4.3 抗弯承载力公式修正46-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 数值模拟50-65
• 5.1 引言50
• 5.2 ABAQUS软件简介50-53
• 5.2.1 ABAQUS简介50
• 5.2.2 ABAQUS的主要模块50-51
• 5.2.3 ABAQUS的功能简介51-53
• 5.3 有限元模型的建立53-58
• 5.3.1 混凝土本构模型53-56
• 5.3.2 钢筋参数的定义56-57
• 5.3.3 混凝土与钢筋的单元类型选取57
• 5.3.4 钢筋与混凝土的粘结处理57
• 5.3.5 边界条件和加载方式定义57
• 5.3.6 网格的划分57-58
• 5.4 有限元分析与实验结果的对比58-63
• 5.4.1 极限荷载值58-59
• 5.4.2 荷载-挠度曲线59-60
• 5.4.3 梁的应力应变60-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第6章 工程实例计算分析65-68
• 第7章 结论与展望68-71
• 7.1 结论68-69
• 7.2 不足与展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果75

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本文编号：1112329