双层叠合面组合梁试验与理论研究

发布时间：2018-07-17 17:46

【摘要】：双层叠合面组合梁是将不同力学性能的材料在两个交界面处通过运用相对较合理的结合方式进行连接,形成有两个滑移面的层合结构。如:钢桁腹板组合梁、采用碳纤维加固的钢-混凝土组合梁等结构形式。相对于普通的钢-混凝土组合梁,由于双层叠合面组合梁多了一个交界面,其受力状态、变形状态的计算更为复杂。为了研究双层叠合面组合梁竖向荷载作用下的位移、应力和交界面滑移等静力响应。以碳纤维-钢-混凝土组合梁为例,通过室内试验和理论研究对双层叠合面组合梁的受力特性和计算方法进行了系统的研究。主要研究成果有:1.通过对碳纤维-钢-混凝土的组合梁进行室内试验研究,得到了试验梁的位移、应变、各交界面的应变沿梁长的分布规律。2.基于有限元方法,运用ANSYS有限元对双层叠合面组合试验梁进行数值模拟分析,并进行了试验验证,为双层叠合面组合梁的静力分析提供了一种合理的有限元模型。3.基于弹性理论和结构力学,以碳纤维-钢-混凝土双层叠合面组合梁为例,并且考虑双层叠合梁的两个交界面的剪切滑移效应,推导了双层叠合面组合梁在均布荷载作用下的静力响应。4.基于弹性理论和有限元基本思想,得到了考虑两个交界面滑移效应的双层叠合面组合梁单元刚度矩阵的计算方法。5.将ANSYS模拟结果、理论计算结果以及试验结果进行对比分析,验证双层叠合面组合简支梁的理论结果的可行性。
[Abstract]:The composite beam with double laminated plane is a laminated structure with two slip planes formed by connecting the materials with different mechanical properties at the two interfaces by using a relatively reasonable bonding method. For example: steel truss web composite beam, carbon fiber reinforced steel-concrete composite beam and other structural forms. Compared with the ordinary steel-concrete composite beam, the calculation of the stress state and the deformation state of the composite beam is more complicated because there is more interface between the composite beams with double-layer composite plane. In order to study the static responses of displacement, stress and interfacial slip of composite beams with double-layer superimposed plane under vertical load. Taking carbon fiber steel-concrete composite beam as an example, the mechanical characteristics and calculation method of double-deck composite beam with superimposed plane are studied systematically through laboratory tests and theoretical studies. The main research results are: 1. 1. In this paper, the displacement, strain and strain distribution of the interface between CFRP and steel-concrete composite beams along the length of the beam are obtained. Based on the finite element method, ANSYS finite element method is used to simulate and verify the double-deck composite beam, which provides a reasonable finite element model .3for the static analysis of the double-deck composite beam. Based on the theory of elasticity and structural mechanics, the shear slip effect of the two interfaces of the double-layer composite beam is considered in the case of carbon fiber steel-concrete composite beam. The static response of double deck composite beam under uniform load is derived. Based on the elastic theory and the basic idea of finite element, the method of calculating the element stiffness matrix of composite beam with two interfaces considering the slip effect of two interfaces is obtained. The results of ANSYS simulation, theoretical calculation and test are compared to verify the feasibility of the theoretical results of double-deck composite simply supported beams.
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU398.9;TU317

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本文编号：2130452