圆钢管混凝土桁架整体力学性能试验研究

发布时间：2023-04-17 19:22

　　圆钢管桁架结构自问世以来并应用工程中，凭借其诸多优势，在建筑、桥梁与管道工程应用中越来越广泛。但是，随着工程荷载与跨度的不断增大，此类结构性能受到了很大的限制。在桁架弦杆填充混凝土，使其成为圆钢管混凝土桁架，充分发挥混凝土抗压的优点，克服钢管易屈曲的缺点，同时改善节点的性能。圆钢管混凝土桁架结构的受力性能和设计方法研究，是迫切需要解决的课题。 本文以圆钢管混凝土桁架试验研究为重点，并结合非线性有限元分析，进行了圆钢管混凝土桁架的破坏模式、静力极限承载力、受力性能以及设计方法研究。 首先进行了矩形断面、倒三角型断面、梯形断面和正三角形断面4榀圆钢管混凝土桁架的对比试验研究。介绍了桁架试验方案，描述了不同断面的圆钢管混凝土桁架的破坏现象及破坏模式，并对不同断面的圆钢管混凝土桁架极限承载能力与延性、受力分布模式等力学性能进行了讨论。试验研究表明：圆钢管混凝土桁架试件破坏模式是下弦杆表面塑性、直腹杆局部屈曲、受拉腹杆焊缝破裂和下弦杆间隙处剪切破坏等多重破坏形式的组合；断面形式对圆管混凝土桁架整体抗弯刚度具有显著的影响而对极限承载力与整体变形模式影响较小；断面形式对斜腹杆和直腹杆受力性能影响较小...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容与意义
第2章 圆钢管混凝土桁架整体性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验目的
    2.3 试验方案
        2.3.1 试件设计
        2.3.2 加载方案
        2.3.3 测试方案
    2.4 材性试验结果
        2.4.1 钢管材性试验结果
        2.4.2 混凝土材性试验结果
    2.5 试验现象与破坏模式
        2.5.1 破坏现象
        2.5.2 破坏模式
    2.6 桁架杆件内力分析
        2.6.1 理论计算模型
        2.6.2 杆件轴力理论值与试验值对比
    2.7 桁架各曲线与杆件内力分布模式分析
        2.7.1 桁架荷载-跨中位移曲线
        2.7.2 桁架整体挠曲线
        2.7.3 桁架杆件应变对比曲线
        2.7.4 桁架杆件荷载-应变曲线
        2.7.5 桁架横撑应变-荷载曲线
        2.7.6 桁架支座沉降-荷载曲线
        2.7.7 桁架的杆件轴力与弯矩分布模式
        2.7.8 桁架杆件弯矩-荷载曲线对比分析
    2.8 桁架承载力与性能评价
        2.8.1 桁架承载力分析
        2.8.2 桁架性能分析
    2.9 本章结论
第3章 圆钢管混凝土桁架极限承载力有限元校验研究
    3.1 引言
    3.2 计算模型
        3.2.1 杆件连接形式
        3.2.2 单元类型选择
        3.2.3 材料性能
        3.2.4 网格划分
    3.3 有限元分析结果
        3.3.1 桁架整体破坏模式
        3.3.2 桁架主要节点的破坏模式与塑性区域扩展情况
        3.3.3 桁架竖向荷载－跨中挠度曲线
        3.3.4 桁架竖向荷载－整体位移曲线
        3.3.5 桁架极限承载力有限元计算结果
        3.3.6 桁架的破坏过程和塑性区域扩展情况
    3.4 本章结论
第4章 圆钢管混凝土桁架极限承载力参数研究
    4.1 引言
    4.2 圆钢管混凝土桁架极限承载力有限元分析
        4.2.1 计算模型
        4.2.2 计算参数
        4.2.3 计算结果
        4.2.4 桁架受力全过程
        4.2.5 桁架破坏模式的分布规律
        4.2.6 几何参数对该类桁架极限承载力的影响
    4.3 杆件截面对该类桁架极限承载力的影响
    4.4 混凝土对该类桁架极限承载力及跨中挠度影响的有限元分析
    4.5 本章结论
第5章 圆钢管混凝土桁架设计方法研究
    5.1 引言
    5.2 该类桁架性能分析
    5.3 本章结论
第6章 结语
    6.1 研究成果
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3792745