考虑混凝土损伤的钢-混双面组合梁刚度计算方法
发布时间：2021-03-05 11:53
组合梁负弯矩区上混凝土板开裂后,裂缝截面的混凝土对承载力已经不起作用,但由于钢筋与混凝土之间的粘结效应,使得裂缝间的混凝土仍能承受拉力,产生了受拉刚化效应。当前规范在计算连续组合梁负弯矩区刚度时未考虑受拉刚化效应的影响,在计算时直接忽略负弯矩区的受拉混凝土,按钢梁与钢筋组成的换算截面计算其刚度,使得按其方法计算的挠度并不准确。本文以钢-混双面组合梁静力试验为研究背景,基于集中柔度模型研究了混凝土损伤的双面组合梁有效刚度及静力挠度的求解方法。概述了双面组合梁模型试验的静力挠度、滑移、裂缝发展规律。利用ANSYS有限元分析软件建立了试验梁的实体单元有限元模型,其计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,研究了力比R和钢梁与混凝土高度比r对双面组合梁开裂后的有效刚度的影响。研究表明,采用当前规范计算组合梁挠度时会低估其抗弯刚度,使得计算结果过于保守,不利于工程实际应用。当力比R和钢梁与混凝土高度比r较小时,该情况会更加严重。基于集中柔度模型,引入无质量的等效弹簧来描述因双面组合梁混凝土板开裂造成的局部刚度损失。采用奇异单元有限元法求解了弯曲状态下双面组合梁的应力强度因子KΙ
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验加载现场布置图
(a) 端部 (b) 跨中图 2-4 数字位移计现场布置图2.2.2 试验材料参数试验梁 DCB1 的各部分材料性能参数根据文献[34]给出。其中钢箱梁采用SS400 规格钢板制作；混凝土顶板的受力纵筋采用 HRB400E 钢筋，直径 12mm，通长布置；箍筋采用 HPB235 钢筋，直径为 6mm，混凝土保护层净保护层厚度19 mm；混凝土按 C30 普通混凝土进行设计，各材料参数见表 2-1、2-2。表 2-1 钢材材料性能部件屈服强度fy(MPa)极限强度fu(MPa)屈服应变εy(10-6)弹性模量（105Mpa）SS400 钢板 378 461.17 1716 2.0HRB400E纵筋 456.67 615 2216 2.06
图 2-8 DCB1 上混凝土板裂缝分布图0 100 200 300 400 5000.20.40.60.81.01.21.40裂平裂m/m荷荷/kN0号号裂裂0′号号裂裂图 2-9 DCB1 控制裂缝宽度
【参考文献】：
期刊论文
[1]栓钉剪力连接件滑移性能试验研究及受剪承载力计算[J]. 丁发兴,倪鸣,龚永智,余志武,周政,周林超. 建筑结构学报. 2014(09)
[2]预应力连续组合梁负弯矩区抗弯承载力分析[J]. 胡少伟,叶祥飞. 工程力学. 2013(11)
[3]钢混凝土连续组合梁的刚度计算方法[J]. 张彦玲,李运生,樊健生. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[4]组合梁挠度计算的改进折减刚度法[J]. 徐荣桥,陈德权. 工程力学. 2013(02)
[5]预应力组合箱梁抗弯能力计算分析[J]. 胡少伟,胡汉林. 工程力学. 2012(05)
[6]贯穿裂纹管局部柔度的广义求解方法研究[J]. 刘朵,朱彤,胡家顺,周晶. 中国海洋平台. 2010(04)
[7]一种Timoshenko裂纹梁的静力挠度分析方法[J]. 冯新,刘彦辉,周晶. 防灾减灾工程学报. 2009(06)
[8]基于狄拉克δ函数的梁静力挠度分析[J]. 刘彦辉,冯新. 科技信息. 2009(14)
[9]呼吸裂纹梁非线性动力特性研究[J]. 胡家顺,冯新,周晶. 振动与冲击. 2009(01)
[10]基于弥散与分离裂缝模型的混凝土开裂比较研究[J]. 龙渝川,张楚汉,周元德. 工程力学. 2008(03)
博士论文
[1]钢—混凝土组合箱梁受力性能及空间非线性分析[D]. 周凌宇.中南大学 2005
硕士论文
[1]钢—混凝土组合与叠合梁静力性能试验研究[D]. 王园园.石家庄铁道大学 2018
[2]钢与混凝土双面组合梁裂缝宽度影响因素研究[D]. 王茹.石家庄铁道大学 2016
[3]基于动力刚度法的裂纹曲梁的自由振动分析和裂纹识别[D]. 焦飞翔.电子科技大学 2016
[4]预应力双面组合连续箱梁桥负弯矩区裂缝宽度数值分析[D]. 张晓璇.石家庄铁道大学 2015
[5]钢—混凝土组合梁刚度分析研究[D]. 李莉.湖南大学 2007
本文编号：3065153
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验加载现场布置图
(a) 端部 (b) 跨中图 2-4 数字位移计现场布置图2.2.2 试验材料参数试验梁 DCB1 的各部分材料性能参数根据文献[34]给出。其中钢箱梁采用SS400 规格钢板制作；混凝土顶板的受力纵筋采用 HRB400E 钢筋，直径 12mm，通长布置；箍筋采用 HPB235 钢筋，直径为 6mm，混凝土保护层净保护层厚度19 mm；混凝土按 C30 普通混凝土进行设计，各材料参数见表 2-1、2-2。表 2-1 钢材材料性能部件屈服强度fy(MPa)极限强度fu(MPa)屈服应变εy(10-6)弹性模量（105Mpa）SS400 钢板 378 461.17 1716 2.0HRB400E纵筋 456.67 615 2216 2.06
图 2-8 DCB1 上混凝土板裂缝分布图0 100 200 300 400 5000.20.40.60.81.01.21.40裂平裂m/m荷荷/kN0号号裂裂0′号号裂裂图 2-9 DCB1 控制裂缝宽度
【参考文献】：
期刊论文
[1]栓钉剪力连接件滑移性能试验研究及受剪承载力计算[J]. 丁发兴,倪鸣,龚永智,余志武,周政,周林超. 建筑结构学报. 2014(09)
[2]预应力连续组合梁负弯矩区抗弯承载力分析[J]. 胡少伟,叶祥飞. 工程力学. 2013(11)
[3]钢混凝土连续组合梁的刚度计算方法[J]. 张彦玲,李运生,樊健生. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[4]组合梁挠度计算的改进折减刚度法[J]. 徐荣桥,陈德权. 工程力学. 2013(02)
[5]预应力组合箱梁抗弯能力计算分析[J]. 胡少伟,胡汉林. 工程力学. 2012(05)
[6]贯穿裂纹管局部柔度的广义求解方法研究[J]. 刘朵,朱彤,胡家顺,周晶. 中国海洋平台. 2010(04)
[7]一种Timoshenko裂纹梁的静力挠度分析方法[J]. 冯新,刘彦辉,周晶. 防灾减灾工程学报. 2009(06)
[8]基于狄拉克δ函数的梁静力挠度分析[J]. 刘彦辉,冯新. 科技信息. 2009(14)
[9]呼吸裂纹梁非线性动力特性研究[J]. 胡家顺,冯新,周晶. 振动与冲击. 2009(01)
[10]基于弥散与分离裂缝模型的混凝土开裂比较研究[J]. 龙渝川,张楚汉,周元德. 工程力学. 2008(03)
博士论文
[1]钢—混凝土组合箱梁受力性能及空间非线性分析[D]. 周凌宇.中南大学 2005
硕士论文
[1]钢—混凝土组合与叠合梁静力性能试验研究[D]. 王园园.石家庄铁道大学 2018
[2]钢与混凝土双面组合梁裂缝宽度影响因素研究[D]. 王茹.石家庄铁道大学 2016
[3]基于动力刚度法的裂纹曲梁的自由振动分析和裂纹识别[D]. 焦飞翔.电子科技大学 2016
[4]预应力双面组合连续箱梁桥负弯矩区裂缝宽度数值分析[D]. 张晓璇.石家庄铁道大学 2015
[5]钢—混凝土组合梁刚度分析研究[D]. 李莉.湖南大学 2007
本文编号：3065153
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