弹性混凝土与钢组合梁的疲劳性能分析及寿命预测
本文选题:组合结构 切入点:数值模拟 出处:《东南大学学报(自然科学版)》2015年01期 论文类型:期刊论文
【摘要】:基于8个组合梁试件的疲劳试验结果,采用有限元计算与名义应力法相结合的方法,提出用于模拟滑移和疲劳破坏过程的精细有限元模型和计算方法.研究了混凝土中不同橡胶掺量对组合梁极限承载力、最大滑移、栓钉应力及破坏特征的影响,得到相应的应力-疲劳寿命曲线.结果表明,简支组合梁的疲劳破坏首先发生在端部栓钉,破坏过程为栓钉依次断裂.虽然疲劳断裂为脆性破坏,但组合梁在疲劳荷载作用下的整体破坏具有一定的延性.使用弹性混凝土代替普通混凝土后,组合梁的极限承载力和刚度略有降低,但延性有所提高;当橡胶掺量为5%,10%和15%时,疲劳寿命分别提高约15%,64%和125%.基于非线性数值分析得到的组合梁极限承载力和疲劳寿命与试验所测结果吻合较好,为组合梁的抗疲劳设计提供了参考.
[Abstract]:Based on the fatigue test results of 8 composite beams, the method of combining finite element calculation with nominal stress method is used. A fine finite element model and calculation method for simulating slip and fatigue failure process are presented. The effects of different rubber content in concrete on ultimate bearing capacity, maximum slip, pin stress and failure characteristics of composite beams are studied. The corresponding stress-fatigue life curve is obtained. The results show that the fatigue failure of simply supported composite beam first occurs in the end pin, and the failure process is the fracture of the pin in turn, although the fatigue fracture is brittle failure. The ultimate bearing capacity and stiffness of composite beams are slightly decreased, but the ductility of composite beams is improved. When the rubber content is 5% and 15%, the ultimate bearing capacity and stiffness of composite beams are slightly reduced, and the ductility of composite beams is improved when the rubber content is 5% and 15% respectively. The ultimate bearing capacity and fatigue life of composite beams obtained by nonlinear numerical analysis are in good agreement with the experimental results, which provides a reference for the fatigue resistance design of composite beams.
【作者单位】: 天津大学建筑工程学院;天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室;天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51178307,51408408) 天津市自然科学基金资助项目(13JCBJC19600)
【分类号】:TU398.9
【参考文献】
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【共引文献】
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,本文编号:1619239
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