钢—混凝土组合梁受力性能研究

发布时间：2020-03-29 17:14

【摘要】：钢—混泥凝土}D合梁作为一种新型性能良好的组合结构,结合混凝土抗压性能好,钢材抗拉性能好的特点,具有承载力大、刚度高、延性好、节省材料等许多优点。针对上述特点,本文提出一种新型}D合梁形式,与传统的钢筋混凝土组合梁不同在于:在加宽组合梁上翼缘的基础上,其上部翼缘板之上的混凝土为素混凝土,并且通过剪力连接件使之紧密结合。这样一种新型组合梁形式,能否保持整体工作,承载力及延性等力学性能如何,因此本文对该种组合梁进行了加载试验,进而以有限元模拟对试验进行论证,最后通过参数变化对力学性能进行优化。首先,对该新型组合梁试件进行加载试验。为了验证这种新型组合梁形式能否满足整体工作,承载力及延性等力学性能的要求,为此,本文设计了两组翼缘宽度分别为150mm和300mm的素混凝土组合梁,并且对其进行了三点弯曲加载试验,通过试验,我们测得了它们的荷载-位移曲线,荷载-应变曲线,控制截面的应变沿梁高的分布规律等,结果表明,在弹性阶段,荷载-位移曲线呈线性分布且应变沿截面高度也呈直线分布,说明钢与混凝土能够共同工作,符合平截面假定,无相对位移,延性良好。进入塑性变形阶段以后,具有明显的屈服阶段,塑性发展充分,表明该梁具有良好的塑性,不易发生脆性断裂破坏,相当于普通组合梁中适筋梁的破坏。然后,通过有限元模拟对试验进行论证。根据该种组合梁的特点,采用非线性有限元方法对该种组合梁进行数值模拟计算,通过有限元分析,我们也得到了荷载-位移曲线,进而将有限元模型计算结果与试验结果进行对比。结果表明,试件的破坏模态一致,荷载位移曲线、受弯承载力等参数吻合程度良好,可见建立的有限元模型较为合理,能准确反映该种组合梁的受作性能。最后,采用非线性有限元方法,通过改变参数对力学性能进行优化。以钢梁受拉翼缘厚度、钢材强度、混凝土强度和混凝土翼缘板宽度四组参数变化对试件力学性能优化，得出四组参数对承载力、延性等力学性能的影响规律。综上所述，，通过本文的试验研究与有限元分析所得的成果,期望对该种新型组合梁的实际应用起到一个积极的促进作用。
【图文】：

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【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU398.9

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本文编号：2606268