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钢—高强混凝土组合梁栓钉剪切刚度分析

作　者: 简伟锋
导　师: 刘文会
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 结构工程
关键词: 组合梁高强混凝土计算分析 Ansys 剪切刚度
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

钢与混凝土组合梁是通过剪力连接件将钢梁与钢筋混凝土板组合而共同工作的一种新型梁,这种结构能够充分利用混凝土所具有的优越的抗压性能和钢材所具有的优越的抗拉性能,从而使材料性能得到充分合理的利用,它兼有钢结构和钢筋混凝土结构的优点。通过剪力连接件将钢与高强混凝土进行组合,形成钢-高强混凝土组合梁,将会使材料性能得到更进一步发挥,既克服了高强混凝土脆性明显、延性差的缺点,又充分利用了高强混凝土强度高、耐久性能好等优点,从而使组合梁工作性能更加优越,使构件自重进一步降低截面尺寸进一步减小,能够适应现代工程结构向大跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。本文将“试验研究”、“理论分析”和“数值计算”相结合来研究钢—高强混凝士组合梁的工作性能。基于弹性理论和钢-高强混凝土组合梁的栓钉抗剪刚度的计算公式,计算结果与试验进行验证吻合得不是很好。这说明了钢—高强混凝土组合梁的栓钉抗剪刚度的计算公式需要进行修正。所以把试验数据中荷载和挠度代入本文计算公式,采用MATLAB语言计算机程序,反算剪切刚度,并通过数值计算方法拟合曲线求出最优解。再通过ANSYS10.0模拟分析,通过试验数据和数值计算方法对栓钉剪切刚度进行验证,并建立不同混凝土强度等级(C50～C80)的钢-高强混凝土组合梁与本文计算结果对比,进一步对其修正后的剪切刚度公式进行验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 组合梁的概述  9
  1.2 组合梁的特点  9-12
  1.3 组合梁的发展概况  12-16
    1.3.1 国内的应用与研究现状  13-14
    1.3.2 国外的应用与研究现状  14-16
  1.4 本课题研究目的及意义  16-18
    1.4.1 课题研究目的  16-17
    1.4.2 课题研究意义  17-18
  1.5 本课题研究内容  18-19
第2章栓钉连接件的受力性能及承载力计算公式  19-26
  2.1 引言  19
  2.2 栓钉连接件的受力性能  19-21
    2.2.1 栓钉连接件工作机理  19-20
    2.2.2 栓钉连接件的破坏机理  20-21
  2.3 栓钉连接件承载力的计算公式  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章钢-高强混凝土组合梁弹性分析  26-42
  3.1 概述  26
  3.2 考虑滑移效应下钢与高强混凝土组合梁的变形计算  26-34
    3.2.1 建立平衡方程  27-30
    3.2.2 求解对称集中荷载作用的变形  30-34
  3.3 算例及数值结果对比  34-35
  3.4 钢-高强混凝土组合梁栓钉剪切刚度的修正  35-39
  3.5 考虑滑移效应下的应力计算  39-40
    3.5.1 基本假定  39
    3.5.2 弹性状态下的实际弯矩M.的求解  39-40
  3.6 本章小结  40-42
第4章钢—高强混凝土组合梁有限元分析  42-61
  4.1 引言  42
  4.2 ANSYS软件简介  42-47
    4.2.1 ANSYS软件应用范围  42-44
    4.2.2 ANSYS软件二次开发技术  44-47
  4.3 组合梁有限元模拟  47-56
    4.3.1 建模方法  47-49
    4.3.2 建模步骤  49
    4.3.3 单元材料选取  49-50
    4.3.4 材料的本构关系  50-53
    4.3.5 网格划分  53-55
    4.3.6 施加支座约束、位移荷载  55-56
  4.4 理论分析与数值计算比较  56-60
    4.4.1 钢-高强混凝土组合梁应力分析  56-58
    4.4.2 钢-高强混凝土组合梁变形分析  58-60
  4.5 本章小结  60-61
结论与展望  61-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-69
致谢  69

钢—高强混凝土组合梁栓钉剪切刚度分析

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