基于混凝土板—连接件—钢梁相互作用的组合梁动力特性研究

发布时间：2017-08-09 20:36

  本文关键词：基于混凝土板—连接件—钢梁相互作用的组合梁动力特性研究

  更多相关文章： 钢-混凝土组合梁 连接件 自振特性 简谐荷载 动力响应 动力刚度折减系数

【摘要】：由于钢-混凝土组合梁自身的很多优点,在工程建设中的应用越来越广泛,其自振特性以及在简谐荷载作用下的动力特性引起了国内外学者的诸多关注。本文以河北省高等学校科学技术研究重点项目《基于混凝土板-连接件-钢梁相互作用的组合梁动力特性研究》(ZD2014025)为依托,以连接件抗剪刚度为参数,设计了3片直线组合梁试验模型,通过对试验梁分别进行锤击及简谐荷载试验,并建立相应的有限元模型,来研究其自振特性及动力响应规律;建立连接度、跨度不同的实桥有限元模型,并对其进行理论计算,以对动力刚度折减系数进行研究。主要结论如下:(1)组合梁的自振频率值较大,说明组合梁的抗弯、抗扭性能良好;组合梁在截面及跨度均相同,混凝土板及钢梁连接度不同的情况下时,自振频率随着剪力连接度的降低而降低。(2)组合梁刚度越小,滑移越明显;滑移均值主要受静态荷载分量影响,滑移幅值主要受荷载幅值的影响,跨中加速度主要受荷载频率和荷载幅值的影响,跨中动挠度主要受静态荷载分量影响;在跨中加载时,梁的滑移最大值并非发生在梁端部,而是在距离梁端部一段距离处,存在一个反弯点;在非跨中位置加载时,滑移最大值仍是在距离梁端一定距离处,且靠近荷载作用位置的一端滑移值较大。(3)通过ANSYS软件建立试验梁的有限元模型,对梁施加荷载,使其受强迫振动,瞬态分析时,为使梁进入稳态振动状态则需要较长时间的求解过程。(4)动力刚度折减系数在计算组合梁刚度时起到了很重要的作用,且阶次越高,折减系数越大。
【关键词】：钢-混凝土组合梁 连接件 自振特性 简谐荷载 动力响应 动力刚度折减系数
【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】：U441.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 选题背景及研究目的与意义8-9
• 1.2 钢-混凝土组合梁国内外研究现状9-12
• 1.2.2 国外组合梁的相关研究10-11
• 1.2.3 国内组合梁的相关研究11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 第二章 钢-混凝土组合梁自振特性的试验研究14-25
• 2.1 试验目的和内容14
• 2.2 试验梁的设计14-15
• 2.3 试验主要设备15-17
• 2.4 试验测点布置17-18
• 2.5 试验测试步骤18-20
• 2.6 试验梁自振特性测试结果分析20-22
• 2.7 试验梁连接件刚度对自振特性的影响22-24
• 2.8 本章小结24-25
• 第三章 组合梁在简谐荷载下的动力响应试验研究25-60
• 3.1 试验目的和内容25
• 3.2 试验主要设备25-26
• 3.3 试验加载设置26-27
• 3.4 简谐荷载试验步骤27-30
• 3.5 加载和卸载过程分析30-31
• 3.6 持续简谐荷载作用下组合梁的动力响应测试结果分析31-45
• 3.6.1 持续简谐荷载作用于梁跨中时的动力响应31-39
• 3.6.2 持续简谐荷载作用于梁 2L/3 处时的动力响应39-42
• 3.6.3 持续简谐荷载作用于梁 3L/4 处时的动力响应42-45
• 3.7 参数分析45-58
• 3.7.1 抗剪连接度对组合梁动力响应的影响45-49
• 3.7.2 荷载参数对组合梁动力响应的影响49-58
• 3.8 本章小结58-60
• 第四章 组合梁动力特性数值分析及动力刚度分析60-84
• 4.1 自振特性数值计算60-66
• 4.1.1 模型的单元选取60-61
• 4.1.2 模型的建立61
• 4.1.3 有限元的计算结果及分析61-65
• 4.1.4 有限元的计算结果与试验结果对比65-66
• 4.2 简谐荷载下动力响应数值计算66-78
• 4.2.1 模型的概况67
• 4.2.2 加载过程分析67-68
• 4.2.3 有限元计算结果及分析68-73
• 4.2.4 有限元计算结果及试验结果对比73-78
• 4.3 组合梁动力刚度折减系数分析78-82
• 4.3.1 模型概况79-81
• 4.3.2 有限元计算结果及分析81-82
• 4.4 本章小结82-84
• 第五章 结论与展望84-86
• 5.1 结论84-85
• 5.2 展望85-86
• 参考文献86-89
• 致谢89-90
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文90

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本文编号：647217