拼接钢主梁的钢与混凝土组合梁受力性能研究

发布时间：2017-10-05 14:37

  本文关键词：拼接钢主梁的钢与混凝土组合梁受力性能研究

  更多相关文章： 钢与混凝土组合梁 螺栓拼接 半刚性 受力性能 有限元分析

【摘要】：最初由于计算能力和研究水平的限制,为简化分析设计过程,钢构件连接时通常被简化成理想的铰接或完全的刚接。铰接不能承受和传递弯矩,刚接能够承受和传递全部的弯矩。实际工程中不存在理想的铰接或刚接节点。所谓半刚性节点,是介于刚性节点和铰接节点之间的一种节点模型,它考虑了节点弯矩与转角之间的非线性关系。本文组合梁截面形式采用T形钢与混凝土组合梁,钢主梁采用高强螺栓加拼接板拼接,首先以组合梁钢主梁拼接节点为研究对象,理论分析拼接节点的弹性、塑性极限承载力及其受力变形特征。其次通过有限元分析软件ANSYS建立拼接节点的实体模型,得到拼接节点的弯矩转角关系曲线。最后依据得到的拼接节点本构关系,运用ANSYS软件分别建立高强螺栓拼接钢主梁的两跨连续组合梁和钢主梁刚接的两跨连续组合梁,分析对比两种不同拼接节点连续组合梁的变形能力及承载性能。当荷载较小时,两种不同拼接方式的连续组合梁具有相近的结构刚度;荷载进一步增大,高强螺栓提供的摩擦力克服后,拼接节点的半刚性特性开始发挥作用,高强螺栓拼接的组合梁刚度将随荷载的增加而逐渐减小。结果表明,在满足组合梁结构强度和刚度的前提下,合理的钢主梁半刚性连接设计可用来增强组合梁结构的变形能力。本文研究成果可供高强螺栓拼接钢主梁的钢与混凝土组合梁设计计算参考,为进一步研究组合梁计算理论提供借鉴。
【关键词】：钢与混凝土组合梁 螺栓拼接 半刚性 受力性能 有限元分析
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 钢与混凝土组合梁的发展动态8-11
• 1.2.1 单面组合梁10
• 1.2.2 双面组合梁10-11
• 1.3 钢与混凝土组合梁钢主梁连接方法11-12
• 1.4 钢与混凝土组合梁钢主梁拼接研究概况12-13
• 1.5 本文主要的研究内容13-15
• 第二章 钢与混凝土双面组合梁钢主梁拼接节点受力分析15-26
• 2.1 实验梁拼接节点设计15-19
• 2.1.1 拼接节点螺栓数量及拼接板尺寸16-19
• 2.1.2 拼接节点螺栓布置19
• 2.2 拼接节点承载力分析19-23
• 2.2.1 拼接节点弹性抗弯承载力分析20
• 2.2.2 拼接节点塑性抗弯承载力分析20-23
• 2.2.3 拼接节点承载力计算23
• 2.3 拼接节点截面分析23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 钢与混凝土组合梁钢主梁拼接节点有限元模型分析26-47
• 3.1 概述26
• 3.2 ANSYS简介26-31
• 3.2.1 ANSYS处理模块26-27
• 3.2.2 ANSYS求解步骤27-28
• 3.2.3 结构非线性分析概述28-31
• 3.3 组合梁拼接节点有限元模型的建立31-42
• 3.3.1 单元选取32-34
• 3.3.2 几何模型与材料属性34-35
• 3.3.3 单元网格划分35-38
• 3.3.4 接触面设置38
• 3.3.5 高强度螺栓预紧力施加38-40
• 3.3.6 边界及加载条件40-41
• 3.3.7 分析类型与收敛准则41-42
• 3.4 有限元结果分析42-44
• 3.5 弯矩转角关系曲线的拟合44-46
• 3.5.1 弯矩转角关系曲线的拟合44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 拼接节点对钢与混凝土双面组合梁受力性能的影响47-57
• 4.1 有限元模型的建立47-52
• 4.1.1 双面组合连续梁概况47-48
• 4.1.2 模型建立的基本思路48-49
• 4.1.3 ANSYS分析所采用的单元及其特点49-50
• 4.1.4 材料的本构关系50-51
• 4.1.5 几何模型的建立、网格的划分及荷载的施加51-52
• 4.2 ANSYS有限元计算结果分析52-56
• 4.2.1 承载能力比较53-54
• 4.2.2 荷载挠度曲线分析54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 结论与展望57-59
• 5.1 结论57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文63

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