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钢—混凝土组合梁掀起效应的试验与理论研究

作　者: 熊虎铖
导　师: 赵鸿铁
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢-混凝土组合梁滑移掀起刚度系数变形
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 92次
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内容摘要

钢-混凝土组合梁是利用钢材宜于受拉,混凝土宜于受压的特点,通过剪切连接件将钢梁与混凝土板连接成为整体而共同工作的一种新型承重构件。它兼有钢梁和钢筋混凝土梁的优点,具有良好的经济效益和社会效益。虽然钢-混凝土组合梁的研究已开展得比较广泛,但是在结构设计及其工程应用中仍存在着许多不足。因此论文对简支钢-混凝土组合梁的竖向掀起效应进行了试验与理论研究。本文通过5根简支钢-混凝土组合梁试件的试验,测试组合梁在静力荷载作用下的受力性能,试验考虑抗剪连接程度、栓钉布置方式以及配钢率的因素,测得组合梁水平相对滑移、竖向掀起位移和栓钉竖向掀起力。通过理论分析和试验拟合两种方法得到组合梁栓钉的水平抗滑移刚度系数和竖向抗掀起刚度系数。在弹性理论的基础上,建立简支钢-混凝土组合梁交互作用理论计算模型,推导了竖向掀起力沿梁长度方向的计算公式,通过栓钉间距范围内的积分可以得到单个栓钉竖向掀起力的大小,并依此建立组合梁考虑竖向掀起效应影响的变形计算公式。通过对比分析,理论计算值与试验实测值吻合良好。根据钢-混凝土组合梁界面竖向掀起力,对栓钉抗掀起承载性能进行理论分析,提出栓钉抗掀起的六种破坏模式,计算了栓钉的抗拔承载力,提出了栓钉的抗掀起设计计算建议和合理的构造措施。根据本文的试验和理论研究结果,可为钢-混凝土组合梁竖向抗掀起的进一步研究及理论分析提供参考。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 钢-混凝土组合梁概述  8-11
    1.1.1 钢-混凝土组合梁的特点  8-9
    1.1.2 钢-混凝土组合梁的分类  9-10
    1.1.3 钢-混凝土组合梁的发展与应用  10-11
  1.2 钢-混凝土组合梁的研究现状  11-13
    1.2.1 剪切连接件的研究  11-12
    1.2.2 钢-混凝土组合梁基本性能的研究  12
    1.2.3 钢-混凝土组合梁在实际工程中的应用  12-13
  1.3 本文的主要研究工作  13-15
    1.3.1 本文的研究对象  13
    1.3.2 研究的主要内容  13-15
2 钢-混凝土组合梁掀起效应的试验研究  15-29
  2.1 试验内容与目的  15
  2.2 试验设计与材料性能  15-18
    2.2.1 构件设计与制作  15
    2.2.2 材料性能  15-18
  2.3 试验设备及测量内容  18-21
    2.3.1 试验装置及加载方案  18
    2.3.2 测点布置及测量内容  18-20
    2.3.3 数据采集系统  20-21
  2.4 试验结果及分析  21-27
  2.5 本章小结  27-29
3 钢-混凝土组合梁掀起效应的理论计算  29-48
  3.1 引言  29
  3.2 理论分析与公式推导  29-36
    3.2.1 基本计算假定  29
    3.2.2 微分方程的推导  29-36
  3.3 微分方程的求解  36-44
    3.3.1 非齐次微分方程特解N_p(x)的求解  36-37
    3.3.2 齐次微分方程通解N_g(x)的求解  37-39
    3.3.3 非齐次微分方程全解N(x)的求解  39-44
  3.4 掀起力理论公式的求解  44-45
  3.5 考虑掀起效应影响的其他变量的求解  45
  3.6 试验与理论结果对比分析  45-46
  3.7 本章小结  46-48
4 钢-混凝土组合梁考虑掀起效应的变形计算  48-58
  4.1 概述  48
  4.2 简支钢-混凝土组合梁挠度的计算  48-57
    4.2.1 完全共同工作组合梁的挠度计算  48-50
    4.2.2 部分共同工作组合梁的挠度计算  50-52
    4.2.3 理论与试验结果的对比分析  52-57
  4.3 本章小结  57-58
5 栓钉连接件抗掀起承载性能分析  58-73
  5.1 引言  58
  5.2 栓钉连接件的工作性能  58-60
    5.2.1 钢筋混凝土界面受剪的破坏分析  58-59
    5.2.2 栓钉连接件的受力机理  59-60
    5.2.3 栓钉连接件的破坏机理  60
  5.3 栓钉连接件抗掀起设计计算  60-70
    5.3.1 混凝土圆锥体破坏  60-66
    5.3.2 栓杆拉断  66
    5.3.3 栓钉拔出  66-67
    5.3.4 混凝土压裂破坏  67-68
    5.3.5 混凝土劈裂破坏  68-69
    5.3.6 混凝土割裂破坏  69-70
  5.4 栓钉同时受掀起力和剪力的力学性能  70-71
  5.5 栓钉连接件抗掀起基本构造及要求  71-72
  5.6 本章小结  72-73
6 结论与建议  73-75
  6.1 本文主要工作及结论  73
  6.2 需要进一步研究的问题  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
附录  78
  附录一:攻读学位期间发表的论文:  78
  附录二:硕士期间参与的主要科研项目  78

钢—混凝土组合梁掀起效应的试验与理论研究

内容摘要

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