钢—混凝土组合梁的试验研究及参数优化分析
发布时间：2023-03-12 01:06
近几年来,随着我国经济的飞速发展和建筑技术的进步,组合结构得到了人们的普遍关注和应用。论文针对了一种新型的素混凝土-钢板组合梁,通过试验和数值分析的研究,得到了其受载过程中的变形规律和主要受力材性,提高了其实际应用,具有重要理论意义和实际价值。众所周知,钢材具有很高的抗拉强度和良好的塑性性能,混凝土具有良好的受压性能。组合梁作为一种正截面受弯构件,中性轴以上受压、中性轴以下受拉、受力性能非常明确。针对上述材性及梁的受力特点,论文提出了一种新型的素混凝土-钢板组合梁结构,即在受压区主要布置素混凝土材料,而在受拉区则布置钢板的组合梁截面形式。二者之间利用抗剪连接件,以保证二者能协同工作。为了研究受载过程中组合梁的承载力及变形性能,设计了具有不同受压区宽度的三点弯曲组合梁试件,在西安理工大学结构大厅,采用500吨伺服压力试验机进行加载试验,得到了荷载-位移全过程曲线和受载过程中各阶段各部件的应变发展规律,结果表明:素混凝土和钢板组合截面梁在轴向受压荷载的作用下,钢板和混凝土协同工作,能更好的发挥二者的优势。组合梁也有很好的刚度和延性。本文在试验的基础上利用有限元软件对钢板-混凝土组合梁进行了...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 概论
1.1.1 钢-混凝土组合梁的分类
1.1.2 钢-混凝土组合梁的特点
1.2 组合梁的发展概况与工程应用
1.2.1 组合梁在国外的研究与应用
1.2.2 组合梁在国内的研究与应用
1.2.3 组合梁的工程应用
1.2.4 组合梁的新进展
1.3 研究方法
1.3.1 试验研究
1.3.2 理论分析
1.3.3 数值分析与计算
1.4 本文研究的主要内容、方法和意义
1.4.1 本文研究的主要内容
1.4.2 本文的研究方法
1.5 本章小结
2 钢-混凝土组合梁的试验研究
2.1 试验目的
2.2 试件设计
2.3 材料性质
2.3.1 钢材
2.3.2 混凝土
2.4 试验装置
2.5 加载方案
2.6 位移测点布置
2.7 应变测点布置
2.8 试验现象及结果
2.8.1 基础钢-混凝土组合梁
2.8.2 加大翼缘的钢-混凝土组合梁
2.9 试验结果分析
2.9.1 钢-混凝土组合梁的破坏形态
2.9.2 力-位移曲线结果分析
2.9.3 荷载-应变曲线结果分析
2.10 本章小结
3 有限元理论及有限元模型的建立
3.1 前言
3.2 有限元软件ABAQUS简介
3.3 有限元非线性分析的理论基
3.3.1 概述
3.3.2 基本假定
3.3.3 非线性问题
3.3.4 塑性力学中的基本法则
3.3.5 非线性方程组求解方法
3.3.6 收敛准则
3.4 模型材料本构关系选取
3.4.1 钢材的本构关系
3.4.2 混凝土的本构关系
3.5 有限元计算模型的建立
3.5.1 模型参数的设定
3.5.2 单元类型
3.5.3 材料属性
3.5.4 相互作用
3.5.5 网格划分
3.5.6 定义分析步
3.5.7 边界条件和加载的设置
3.5.8 求解与后处理
3.6 有限元分析模型与试验结果对比
3.6.1 破坏形态
3.6.2 钢-组合梁应力云图
3.6.3 各试件荷载-位移曲线的对比分析
3.7 本章小结
4 钢-混凝土组合梁的参数分析及基本分析理论
4.1 引言
4.2 腹板厚度的影响
4.2.1 应力云图
4.3 腹板高度的影响
4.3.1 应力云图
4.4 基本分析理论
4.4.1 弹性理论
4.4.2 塑性理论
4.5 试验组合梁承载力计算
4.5.1 第一类截面
4.5.2 第二类截面
4.6 本章小结
5 钢-混凝土组合梁有效翼缘宽度研究
5.1 概述
5.2 组合梁剪力滞后效应研究方法
5.3 组合梁有效宽度的计算
5.4 钢-混凝土组合梁有效翼缘宽度的计算
5.4.1 宽跨比对组合梁有效宽度的影响
5.4.2 混凝土板厚对组合梁有效宽度的影响
5.4.3 荷载性质对组合梁有效宽度的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3760622
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 概论
1.1.1 钢-混凝土组合梁的分类
1.1.2 钢-混凝土组合梁的特点
1.2 组合梁的发展概况与工程应用
1.2.1 组合梁在国外的研究与应用
1.2.2 组合梁在国内的研究与应用
1.2.3 组合梁的工程应用
1.2.4 组合梁的新进展
1.3 研究方法
1.3.1 试验研究
1.3.2 理论分析
1.3.3 数值分析与计算
1.4 本文研究的主要内容、方法和意义
1.4.1 本文研究的主要内容
1.4.2 本文的研究方法
1.5 本章小结
2 钢-混凝土组合梁的试验研究
2.1 试验目的
2.2 试件设计
2.3 材料性质
2.3.1 钢材
2.3.2 混凝土
2.4 试验装置
2.5 加载方案
2.6 位移测点布置
2.7 应变测点布置
2.8 试验现象及结果
2.8.1 基础钢-混凝土组合梁
2.8.2 加大翼缘的钢-混凝土组合梁
2.9 试验结果分析
2.9.1 钢-混凝土组合梁的破坏形态
2.9.2 力-位移曲线结果分析
2.9.3 荷载-应变曲线结果分析
2.10 本章小结
3 有限元理论及有限元模型的建立
3.1 前言
3.2 有限元软件ABAQUS简介
3.3 有限元非线性分析的理论基
3.3.1 概述
3.3.2 基本假定
3.3.3 非线性问题
3.3.4 塑性力学中的基本法则
3.3.5 非线性方程组求解方法
3.3.6 收敛准则
3.4 模型材料本构关系选取
3.4.1 钢材的本构关系
3.4.2 混凝土的本构关系
3.5 有限元计算模型的建立
3.5.1 模型参数的设定
3.5.2 单元类型
3.5.3 材料属性
3.5.4 相互作用
3.5.5 网格划分
3.5.6 定义分析步
3.5.7 边界条件和加载的设置
3.5.8 求解与后处理
3.6 有限元分析模型与试验结果对比
3.6.1 破坏形态
3.6.2 钢-组合梁应力云图
3.6.3 各试件荷载-位移曲线的对比分析
3.7 本章小结
4 钢-混凝土组合梁的参数分析及基本分析理论
4.1 引言
4.2 腹板厚度的影响
4.2.1 应力云图
4.3 腹板高度的影响
4.3.1 应力云图
4.4 基本分析理论
4.4.1 弹性理论
4.4.2 塑性理论
4.5 试验组合梁承载力计算
4.5.1 第一类截面
4.5.2 第二类截面
4.6 本章小结
5 钢-混凝土组合梁有效翼缘宽度研究
5.1 概述
5.2 组合梁剪力滞后效应研究方法
5.3 组合梁有效宽度的计算
5.4 钢-混凝土组合梁有效翼缘宽度的计算
5.4.1 宽跨比对组合梁有效宽度的影响
5.4.2 混凝土板厚对组合梁有效宽度的影响
5.4.3 荷载性质对组合梁有效宽度的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3760622
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3760622.html
