冷弯薄壁C型钢—轻骨料混凝土组合梁受力性能研究
本文关键词： 组合梁 冷弯薄壁C型钢 轻骨料混凝土 滑移 挠度 出处：《西安工业大学》2013年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁集合了冷弯薄壁型钢和轻骨料混凝土结构的双重优势,具有承载能力高、延性和抗震性能好、自重轻、节约钢材等突出优点。这种新型组合梁应用于高层建筑、大跨度结构及轻钢结构中,可获得较好的经济效益和社会效益,具有很好的发展前景。但目前我国对冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁的研究工作还不系统、不完善,所以非常有必要对其进行深入研究。本论文借助非线性有限元理论及现有的钢-混凝土组合梁的理论分析方法,根据内蒙古科技大学赵根田教授的冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁试验,选取其中-根组合梁,从以下三个方面进行研究分析：1.使用ANSYS分析软件对组合梁进行模拟,考虑到实际中冷弯薄壁型钢与轻骨料混凝土翼缘板之间的相对滑移,建立合理的考虑滑移效应的组合梁有限元受力模型,把有限元模拟结果与试验结果作对比分析。2.由于现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对组合梁的变形计算采用的是折减刚度法,主要是针对传统的工字型钢-混凝土组合梁,其公式是否适用冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁,尚不明确。本文选取组合梁交界面的微元体进行力学平衡分析,结合组合梁交界面的滑移及曲率关系,推导出组合梁的挠度微分方程,形成冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁变形的数值算法。3.通过改变组合梁的有关参数,主要改变轻骨料混凝土的强度等级及混凝土翼缘板的厚度两方面来探讨对组合梁挠度的影响因素。组合梁的截面抗弯刚度对其挠度具有至关重要的作用,通过ANSYS建模及计算公式的结果得出,混凝土翼缘板的改变可以有效地提高组合梁的工作性能,减小挠度值。
[Abstract]:Cold-formed thin-walled C-shaped steel-light aggregate concrete composite beams combine the dual advantages of cold-formed thin-walled steel and lightweight aggregate concrete structures, with high load-carrying capacity, good ductility and seismic resistance, and light self-weight. This new type of composite beam can be used in high-rise buildings, large span structures and light steel structures, and can obtain better economic and social benefits. But the research work of cold-formed thin-walled C-shaped steel-light aggregate concrete composite beams in China is not systematic and perfect. So it is necessary to study it deeply. In this paper, the nonlinear finite element theory and the existing theoretical analysis method of steel-concrete composite beam are used. According to the experiment of cold-formed thin-walled C-shaped steel-light aggregate concrete composite beam by Professor Zhao Gentian of Inner Mongolia University of Science and Technology, the composite beam is selected and analyzed from the following three aspects: 1.Using ANSYS analysis software to simulate the composite beam. Considering the relative slippage between cold formed thin-walled steel and lightweight aggregate concrete flange slab, a reasonable finite element model of composite beam considering slip effect is established. The finite element simulation results are compared with the test results. 2. Because the present Code for Design of Steel structures (GB50017-2003) is used to calculate the deformation of composite beams, the stiffness reduction method is used, which is mainly aimed at the traditional I-shaped steel-concrete composite beams. It is not clear whether the formula is suitable for cold-formed thin-walled C-shaped steel-light aggregate concrete composite beams. In this paper, the microelement of the interface of composite beams is selected for mechanical balance analysis, and the relationship between slippage and curvature at the interface of composite beams is analyzed. The deflection differential equation of composite beam is derived, and the numerical algorithm of deformation of cold-formed thin-walled C-section steel-light aggregate concrete composite beam is formed. 3. By changing the parameters of composite beam, The influence factors on the deflection of composite beams are discussed by changing the strength grade of lightweight aggregate concrete and the thickness of concrete flange slabs. The section flexural stiffness of composite beams plays an important role in the deflection of composite beams. Through the results of ANSYS modeling and calculation formula, it is concluded that the change of concrete flange slab can effectively improve the working performance of composite beam and reduce the deflection value.
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU398.9
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，本文编号：1525060
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