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基于某模块化输煤栈桥的装配式组合梁板设计研究

发布时间:2020-06-17 21:18
【摘要】:近年来,模块化栈桥以其跨度大、承载力高的特点,得到了迅速的发展。模块化栈桥要求工厂预制,现场安装便捷,降低大型施工设备使用率等。对此,本文提出一种装配式组合梁板结构,该装配式组合梁板结构是以现代钢结构和混凝土结构为基础发展出来的结构。此类结构的力学性能还不清晰,本文将通过静力试验和有限元数值模拟两种方式对这种结构的受力特性进行分析。本文对两块装配式组合梁板进行了静力试验研究,并对构件受力特征进行了分析。主要分析了竖向荷载下构件变形情况和裂缝开展,并且结合理论计算,根据各处应变情况判断不同材料之间的组合情况。同时,对试验构件进行了有限元分析。利用有限元软件ABAQUS创建试验构件模型,并按照边界条件和加载制度对构件施加荷载。在此基础上,通过调整该装配式组合梁板的数值模型参数,包括型钢型号、混凝土强度等级和钢筋间距,讨论不同因素对该组合构件承载力的影响。研究结果表明,相比较于独自工作的简支钢梁,组合后的惯性矩有所增加,构件抗弯性能有显著的提升;梁板组合构件的钢梁中和轴上移,钢梁与混凝土板发生了协同工作;实验结果与有限元分析结果一致;随着型钢梁型号增加,试件初始刚度和抗变形能力均提高明显;本文研究范围内,混凝土强度等级和钢筋间距对构件刚度影响不显著。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU398.9
【图文】:

组合结构,应用材料,工程条件,混凝土底板


图 1- 3 KST 板构造示意图Fig.1-3 Schematic diagram of KST plateconstruction图 1- 4 KST 板构造剖面图Fig.1-4 KST plate structural section随着结构工程的发展,单一材料组成的结构已经渐渐不能应对更复杂的工程条件以及较为恶劣的外部环境,因此在综合性能、耐久方面、适用受力情况的多样化等方面都远远不如多种材料组合形成的结构[2-4]。组合楼板不仅仅能兼顾混凝土本身具有的高强度、刚度大、徐变小等优点,还能兼顾钢材本身弹性强、承载力高、自重小、适用性强和经济效益好等特点[5-6]。组合结构的优势在于不同材料优势互补,但如何合理地应用材料是结构性能发挥的关键[7]。传统的栈桥梁板结构,材料利用率低,过于笨重和复杂,给现场安装带来了不便,又增加了施工成本。本文主要研究的内容为设计一种装配式组合梁板结构,将混凝土底板与钢横梁协同设计,形成一种组合结构,通过实验来测试型钢和混凝土的受力性能和破坏机理,并利用有限元软件进行分析,量化该组合结构的工作能力,判断这种构

构造剖面图


图 1- 3 KST 板构造示意图Fig.1-3 Schematic diagram of KST plateconstruction图 1- 4 KST 板构造剖面图Fig.1-4 KST plate structural section随着结构工程的发展,单一材料组成的结构已经渐渐不能应对更复杂的工程条件以及较为恶劣的外部环境,因此在综合性能、耐久方面、适用受力情况的多样化等方面都远远不如多种材料组合形成的结构[2-4]。组合楼板不仅仅能兼顾混凝土本身具有的高强度、刚度大、徐变小等优点,还能兼顾钢材本身弹性强、承载力高、自重小、适用性强和经济效益好等特点[5-6]。组合结构的优势在于不同材料优势互补,但如何合理地应用材料是结构性能发挥的关键[7]。传统的栈桥梁板结构,材料利用率低,过于笨重和复杂,给现场安装带来了不便,又增加了施工成本。本文主要研究的内容为设计一种装配式组合梁板结构,将混凝土底板与钢横梁协同设计,形成一种组合结构,通过实验来测试型钢和混凝土的受力性能和破坏机理,并利用有限元软件进行分析,量化该组合结构的工作能力,判断这种构

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本文编号:2718179

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