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钢—混凝土组合箱梁剪刀滞效应的试验研究

作　者: 李平
导　师: 刘凡
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: 钢-混凝土组合箱梁塑性阶段有效宽度有限元分析剪力滞
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

钢-混凝土组合箱梁具有自重轻、经济性能好、施工方便等优点,在工程实践中得到日益广泛的应用。由于剪力滞效应的存在,从而使得翼板纵向应力沿横向的分布并不是如材料力学分析时那样处处相等。在钢-混凝土组合箱梁的计算理论中,剪力滞效应是必须要考虑的问题,它的准确描述直接影响到组合箱梁的承载能力及挠度的计算。目前国内外针对钢-混凝土组合箱梁剪力滞效应的试验研究较少,尤其是对其塑性阶段的研究较少。本文模拟实际工程,制作了2根比例1:12的钢-混凝土组合箱梁的缩尺模型,通过对其进行弹性和塑性试验研究,分析得到如下结论:1.跨中横隔板的设置对组合箱梁的剪力滞效应影响较小;2.荷载横向作用位置对组合箱梁的剪力滞效应影响较大;3.钢-混凝土组合箱梁沿纵向的剪力滞效应变化规律;4.与钢箱梁相比,组合箱梁的剪力滞效应较小;5.随荷载增加,组合箱梁上翼板的剪力滞效应逐渐减小,而下翼板的剪力滞效应基本不变。本文以组合箱梁的试验结果为依据,应用ANSYS软件中的Solid65单元和Shell43建立了组合箱梁的有限元计算模型并进行了单调加载下的有限元分析,将计算结果与试验结果进行对比。结果显示:建立的有限元模型可以较好的模拟组合箱梁的荷载-位移曲线及截面的纵向应力,这就为以后进行组合箱梁剪力滞效应的参数分析提供了依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 钢-混凝土组合结构的应用与发展  10-12
    1.1.1 组合结构的特点和类型  10
    1.1.2 组合梁的应用和发展  10-11
    1.1.3 组合梁的理论研究  11-12
  1.2 课题的提出及意义  12-14
    1.2.1 课题的提出及意义  12-13
    1.2.2 钢-混凝土组合箱梁的剪力滞效应与有效翼缘宽度的定义  13-14
  1.3 箱梁剪力滞效应的研究方法  14-19
    1.3.1 解析理论  14-17
    1.3.2 数值解法  17-18
    1.3.3 模型试验研究  18-19
  1.4 研究中存在的问题及本文研究的内容  19-21
第二章钢－混凝土组合箱梁弹性加载试验及分析  21-41
  2.1 试验概况  21-27
    2.1.1 参数设计  21
    2.1.2 试件概况  21-23
    2.1.3 试验装置  23-24
    2.1.4 加载工况  24-25
    2.1.5 测点布置  25-27
  2.2 试验结果及初步分析  27-37
    2.2.1 工况一试验结果分析  27-29
    2.2.2 工况二试验结果分析  29-32
    2.2.3 工况三试验结果分析  32-34
    2.2.4 工况四试验结果分析  34-36
    2.2.5 跨中截面挠度随荷载的变化曲线图  36-37
  2.3 钢-混凝土组合箱梁剪力滞沿纵向的分布规律  37
  2.4 钢-混凝土组合箱梁的因素分析  37-39
    2.4.1 横隔板对钢-混凝土组合箱梁剪力滞效应的影响  37-38
    2.4.2 加载方式对钢-混凝土组合箱粱剪力滞效应的影响  38-39
  2.5 钢-混凝土组合箱梁与钢箱梁的剪力滞效应的比较  39-40
  2.6 本章小结  40-41
第三章钢-混凝土组合箱梁模型弹塑性试验及分析  41-55
  3.1 试验概况  41-42
    3.1.1 试件概况  41
    3.1.2 试验装置  41
    3.1.3 加载工况  41-42
    3.1.4 测点布置  42
  3.2 试验结果及分析  42-49
    3.2.1 上翼板应力实测值  42-45
    3.2.2 下翼板应力实测值  45-49
    3.2.4 荷载-位移曲线  49
  3.3 剪力滞系数及翼板有效翼缘宽度的讨论  49-53
    3.3.1 剪力滞系数及有效翼缘宽度的讨论  49-50
    3.3.2 顶、底板剪力滞系数及有效翼缘宽度  50-53
  3.4 本章结论  53-55
第四章剪力滞效应的空间有限元法分析  55-66
  4.1 有限元概述  55-57
  4.2 基于ANSYS 的空间有限元模型  57-62
    4.2.1 钢箱梁模型的建立  58-59
    4.2.2 钢筋混凝土顶板模型的建立  59-61
    4.2.3 有限元网格划分  61
    4.2.4 求解  61-62
  4.3 有限元分析和试验验证  62-65
    4.3.1 荷载-位移曲线验证  62-64
    4.3.2 截面应力分布规律验证  64-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章结语及研究展望  66-68
  5.1 结语  66
  5.2 研究展望  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
作者简介  72
攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目  72

钢—混凝土组合箱梁剪刀滞效应的试验研究

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