發(fā)布時間：2018-01-10 19:21

  本文關(guān)鍵詞：鋼—混凝土連續(xù)組合梁非線性力學性能分析　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鋼-混凝土連續(xù)組合梁在高層大跨空間結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，由于其極限承載力和正常使用下的承載力都比簡支組合梁要高，變形小等優(yōu)點，連續(xù)組合梁在工程中的應(yīng)用具有更大的優(yōu)勢。但同時鋼-混凝土連續(xù)組合梁受力具有材料非線性、界面滑移、混凝土翼板受拉開裂以及混凝土收縮徐變等非線性特征，使得其在較小的受力狀態(tài)下就出現(xiàn)很大的非線性行為。本文以單跨鋼-混凝土連續(xù)組合梁為研究對象，分析其非線性受力性能。 本文利用有限元軟件ABAQUS對連續(xù)組合梁的靜力性能以及抗震性能進行建模分析。數(shù)值模擬驗證中，，對簡支組合梁進行精細化建模分析，模型內(nèi)包含混凝土、鋼材以及連接件三種不同本構(gòu)的材料，采用非線性彈簧單元SPRING2模擬栓釘在混凝土翼板和鋼梁交界面間的抗剪作用。通過與已有試驗結(jié)果相對比，驗證了此建模方法的可行性和可靠性，為后續(xù)連續(xù)組合梁的建模工作提供了依據(jù)。 對連續(xù)組合梁靜力性能進行分析，主要研究組合梁界面栓釘布置方式對其彈性以及彈塑性受力階段的影響。對兩種不同邊界條件的單跨連續(xù)組合梁分別提出2組共6種不同的界面栓釘布置方案進行參數(shù)化分析。由分析結(jié)果得出：界面采用較小直徑的栓釘，在較大剪力連接程度下有利于撓度控制以及正彎矩區(qū)段內(nèi)材料力學性能優(yōu)勢的發(fā)揮；反之，若界面采用較大直徑栓釘部分剪力連接，負彎矩區(qū)混凝土翼板開裂情況得到有效的控制。通過對結(jié)論的分析和總結(jié)提出工程中連續(xù)組合梁正負彎矩區(qū)段界面間栓釘?shù)牟贾靡藛为毞珠_考慮，而不采用栓釘沿全梁均勻布置的方式，可使連續(xù)組合梁的靜力性能得到優(yōu)化。 對組合梁豎向抗震性能進行研究，分析組合梁在低周反復荷載作用下的實際耗能能力。分析結(jié)果表明：組合梁具有良好的耗能能力；低周反復荷載作用下，混凝土材料在反復拉壓過程中損傷嚴重，混凝土翼板的混凝土強度對組合梁整體耗能能力影響很小，混凝土強度等級大的連續(xù)組合梁耗能稍大。建議工程中組合梁的實際耗能能力可按其自身工字鋼梁部分的耗能能力考慮以策安全。 采用工程設(shè)計軟件Midas/Gen對荷載長期作用下連續(xù)組合梁力學性能時變性特征進行研究，研究結(jié)果表明混凝土收縮徐變使連續(xù)組合梁的力學性能發(fā)生時變性：撓度和界面滑移量隨時間發(fā)生變化；組合梁橫截面上應(yīng)力由混凝土翼緣向鋼梁截面轉(zhuǎn)移。
[Abstract]:Widely used in high-rise girder of long-span spatial structures of continuous composite steel concrete, the bearing capacity of the bearing capacity and normal use are simply supported composite beams to be high, the advantages of small deformation, has more advantages of continuous composite beam in construction. But at the same time of continuous steel concrete composite beams with nonlinear material, interface slip, tension cracking of concrete slab and concrete shrinkage creep nonlinear characteristics, the nonlinear behavior appeared great stress state on the lower. Based on the single span continuous steel concrete composite beam as the research object, the nonlinear analysis of the mechanical performance.
This paper uses the finite element software ABAQUS modeling and analysis of continuous composite beams under static performance and seismic performance. Numerical simulation, analysis of fine modeling of simply supported composite beams, the model contains concrete, steel and connecting pieces of three different constitutive materials, the nonlinear spring element SPRING2 simulation of studs in concrete slab the interface between the steel beam and the shear effect. By contrast with the existing test results, verify the feasibility and reliability of the modeling method, and provide the basis for subsequent continuous composite modeling work of the beam.
The continuous beam static performance analysis, the main research of composite beams. The stud arrangement for the elastic and elastic-plastic impact phase. The parametric analysis of two different boundary conditions of single span continuous composite beam are presented in 2 groups of 6 different interface stud layout scheme. By the analysis results the interface with smaller diameter studs, and is conducive to the deflection control of positive moment section material mechanical performance advantages in a larger degree of shear connection; on the contrary, if the interface of the large diameter stud shear connection, cracking of concrete slab negative bending moment area has been effectively controlled. The continuous composite beam bending moment section interface based on the conclusion of the analysis between the stud and put forward the project of layout should be considered separately, instead of the stud along the whole Liang Junyun layout, can make the continuous composite The static performance of the beam is optimized.
Study on seismic performance of vertical beam combination, analysis of composite beams under low cyclic loading of the actual energy dissipation capacity. Analysis results show that the composite beam has good energy dissipation capacity; cyclic loading of concrete materials in tension and compression in the process of repeated damage, concrete strength of concrete slab is very small in combination the overall effect of beam energy dissipation capacity, the strength grade of concrete continuous composite beam energy is slightly larger. Suggestions for engineering of composite beam in actual energy dissipation could be on its own part of the beam energy dissipation capacity consideration to ensure safety.
Using the engineering design software Midas/Gen degeneration features of the continuous beam on the mechanical properties of long-term load, the results show that the shrinkage and creep of concrete continuous composite has the mechanical properties of the beam deflection and time-varying: slip changes over time; the composite beam cross section stress by concrete flange steel beams to transfer.

【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU398.9

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本文編號：1406514