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基于有限元分析的组合桁架计算理论研究

作　者: 刘东营
导　师: 肖亚明
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢-混凝土组合桁架滑移效应剪力滞后效应有效翼缘宽度剪力连接件刚度非线性有限元分析
分类号: TU323.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

组合桁架以其良好的受力性能和适用性能,在桥梁和高层建筑中具有广泛的应用前景和显著的经济效益。本文首先较详细地介绍了与本课题相关的国内外组合梁的研究和发展概况,同时再对本课题试验研究的钢--混凝土组合桁架在国内外的试验研究情况及其工程实用价值分别进行了详尽的论述和分析。运用ANSYS有限元分析软件结合试验情况建立了考虑滑移作用的组合桁架的空间模型,并把数值计算结果与试验结果做了对比分析,取得良好的一致性。在此基础上,又深入研究了组合桁架混凝土翼板的剪力滞后特征,讨论了考虑荷载形式、宽跨比、跨高比、钢混凝土界面之间的滑移等因素对混凝土翼缘板等效宽度取值的影响,并把分析结果和规范作了对比。随后阐述了组合桁架的受力机理,并且运用数值手段分析了各种因素对组合桁架刚度的影响,提出了挠度的简化算法,又通过对组合桁架进行的模态分析,明确了组合桁架的振动特征以及可能发生的破坏形态。最后总结了全文的主要结论并提出了有待进一步进行试验研究与理论分析的问题。

全文目录

第一章绪论  13-22
  §1.1 概论  13-17
    §1.1.1 组合梁的分类  13-16
    §1.1.2 组合桁架的特点  16-17
  §1.2 组合桁架的发展状况及工程应用  17-20
    §1.2.1 组合桁架在国内外的研究和发展状况  17-19
    §1.2.2 组合桁架在国内外的应用状况  19-20
  §1.3 组合桁架的理论研究状况  20-21
  §1.4 本文主要研究内容  21-22
第二章试验概况  22-28
  §2.1 试验特点  22
  §2.2 试验内容和目的  22-23
  §2.3 试件的设计方案  23-26
  §2.4 组合桁架各组成材料的性能  26-28
第三章组合桁架力学性能的非线性有限元分析  28-47
  §3.1 有限元法概述  28-29
  §3.2 有限元模型  29-33
    §3.2.1 基本假定  29-30
    §3.2.2 有限元模型概述  30
    §3.2.3 有限元单元类型  30-33
  §3.3 材料的本构关系及破坏准则  33-39
    §3.3.1 钢材  33-36
    §3.3.2 混凝土  36-38
    §3.3.2 剪力连接件  38-39
  §3.4 非线性问题分析及求解方法  39-41
  §3.5 有限元模型以及计算结果  41-47
    §3.5.1 有限元类型  41-42
    §3.5.2 有限元结果和试验结果分析  42-47
第四章组合桁架的有效翼缘宽度  47-60
  §4.1 概述  47-51
    §4.1.1 剪力滞后效应  47-48
    §4.1.2 有效翼缘宽度  48-49
    §4.1.3 有效翼缘的研究方法  49-51
  §4.2 组合桁架的有效翼缘  51-53
    §4.2.1 各类规范对组合梁有效宽度的确定  51-52
    §4.2.2 组合桁架有效宽度的数值计算  52-53
  §4.3 计算结果分析  53-57
  §4.4 组合桁架有效翼缘宽度近似计算公式  57-60
第五章组合桁架的整体性能分析  60-72
  §5.1 组合桁架刚度分析  60-67
    §5.1.1 组合桁架刚度的影响因素  60-65
    §5.1.2 组合桁架弹性阶段挠度计算方法  65-67
  §5.2 组合桁架的模态分析  67-70
    §5.2.1 模态分析概述  67-69
    §5.2.2 组合桁架的模态分析  69-70
  §5.3 组合桁架的破坏形态  70-72
第六章结论与展望  72-74
  §6.1 主要结论  72-73
  §6.2 有待解决的问题及展望  73-74
参考文献  74-76

基于有限元分析的组合桁架计算理论研究

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