本文關(guān)鍵詞：鋼—砼連續(xù)組合梁非線性分析及截面優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：鋼-砼組合梁是一種將鋼和砼巧妙合理地組合為一體的新型結(jié)構(gòu),它兼有鋼結(jié)構(gòu)和砼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)處,又恰到好處地摒棄了二者的短處,具有鮮明的綜合效益�，F(xiàn)今我國(guó)對(duì)鋼-砼組合梁的研究已取得長(zhǎng)足進(jìn)展,但對(duì)于考慮界面滑移性時(shí)組合梁變形及承載力的研究仍然不夠全面、有待完善。所以開(kāi)展考慮滑移效應(yīng)時(shí)組合梁非線性性能的研究具有深遠(yuǎn)意義。鋼-砼組合梁以其經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式已廣泛應(yīng)用于我國(guó)城市建設(shè)和橋梁加固領(lǐng)域中,因此合理選擇組合梁截面尺寸以降低組合梁造價(jià)是重要和迫切的。鑒于上述內(nèi)容,本文做了以下工作:⑴考慮組合梁各部分的材料特性及鋼梁與砼板交界面的滑移性,運(yùn)用ANSYS12.0模擬建立了適合于鋼一砼連續(xù)組合梁非線性分析的參數(shù)化有限元模型。⑵分析了鋼-砼連續(xù)組合梁界面滑移及撓度沿梁長(zhǎng)的分布特點(diǎn)及荷載-滑移曲線、荷載-撓度曲線和截面應(yīng)變曲線的分布特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上研究了剪力連接度、砼強(qiáng)度、鋼梁強(qiáng)度等對(duì)組合梁非線性性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,剪力連接度對(duì)組合梁非線性性能影響較大,不同剪力連接度組合梁彈性階段的剛度相差不大,塑性階段剛度相差相對(duì)較大,說(shuō)明實(shí)際工程中可以采用部分抗剪連接組合梁;砼強(qiáng)度對(duì)組合梁非線性性能只有小幅度的影響;鋼梁強(qiáng)度對(duì)組合梁非線性性能的影響幾乎可以忽略。⑶鋼-砼組合梁截面優(yōu)化分析。首先分析了不同的鋼梁腹板高、鋼梁腹板厚、鋼梁翼緣板厚、及砼板厚下組合梁應(yīng)力及撓度的變化規(guī)律,然后以這4個(gè)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以組合梁最大撓度、鋼梁最大拉應(yīng)力、砼板最大壓應(yīng)力為狀態(tài)變量,以組合梁的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù),基于ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL,選用零階優(yōu)化算法,編寫結(jié)構(gòu)分析文件和優(yōu)化控制文件,對(duì)鋼-砼組合梁截面進(jìn)行優(yōu)化分析。經(jīng)過(guò)優(yōu)化,組合梁造價(jià)由初始設(shè)計(jì)的817.24元降為505元,僅為初始設(shè)計(jì)的61.79%,節(jié)省了312.24元,優(yōu)化效果明顯,顯著降低了工程造價(jià)。本文的研究成果可以進(jìn)一步完善組合梁設(shè)計(jì)理論,有利于鋼-砼連續(xù)組合梁的推廣與應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：鋼-砼連續(xù)組合梁 有限元分析 非線性 截面優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 鋼-砼組合梁概述9-14
• 1.1.1 鋼-砼組合梁分類10-12
• 1.1.2 鋼-砼組合梁工作機(jī)理12-13
• 1.1.3 鋼-砼組合梁的優(yōu)缺點(diǎn)13-14
• 1.2 鋼-砼組合梁的發(fā)展及研究14-16
• 1.2.1 鋼-砼組合梁的發(fā)展歷程14
• 1.2.2 鋼-砼組合梁的研究概況14-15
• 1.2.3 鋼-砼組合梁設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展概況15-16
• 1.3 問(wèn)題的提出及本文研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.3.1 問(wèn)題的提出16
• 1.3.2 本文研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 鋼-砼組合梁分析及計(jì)算理論18-25
• 2.1 組合梁彈性分析方法18-20
• 2.1.1 基本假設(shè)18
• 2.1.2 組合梁換算截面18-20
• 2.2 組合梁抗剪連接件設(shè)計(jì)20-21
• 2.3 鋼-砼連續(xù)組合梁撓度計(jì)算21-25
• 2.3.1 考慮滑移效應(yīng)的折減剛度法22-23
• 2.3.2 折減剛度法在連續(xù)組合梁撓度計(jì)算中的應(yīng)用23-25
• 3 鋼-砼組合梁有限元模型25-40
• 3.1 有限元分析方法簡(jiǎn)介25-26
• 3.2 單元類型及相應(yīng)特性26-32
• 3.2.1 砼單元26-28
• 3.2.2 鋼梁?jiǎn)卧?/span>28-30
• 3.2.3 栓釘單元30-32
• 3.2.4 其它單元32
• 3.3 連續(xù)組合梁有限元模型32-34
• 3.3.1 基本參數(shù)32-33
• 3.3.2 有限元模型的建立33-34
• 3.4 Ansys非線性求解34-35
• 3.5 模型求解結(jié)果35-37
• 3.6 組合梁撓度檢算37-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 4 鋼-砼組合梁非線性分析40-53
• 4.1 組合梁模型數(shù)值分析40-43
• 4.2 組合梁裂縫分析43-45
• 4.3 組合梁非線性影響因素45-52
• 4.3.1 剪力連接度45-48
• 4.3.2 砼強(qiáng)度等級(jí)48-50
• 4.3.3 鋼梁強(qiáng)度等級(jí)50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 鋼-砼組合梁截面優(yōu)化設(shè)計(jì)53-68
• 5.1 組合梁截面尺寸分析53-61
• 5.1.1 鋼梁腹板高分析53-55
• 5.1.2 鋼梁翼緣板厚分析55-57
• 5.1.3 鋼梁腹板厚分析57-59
• 5.1.4 砼板厚分析59-61
• 5.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)61-66
• 5.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本概念61-63
• 5.2.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型63-64
• 5.2.3 優(yōu)化算法64
• 5.2.4 優(yōu)化結(jié)果分析64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 6 結(jié)論及展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 附錄A 組合梁截面優(yōu)化設(shè)計(jì)命令流73-75
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張錢貴;張善勇;;鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁研究新進(jìn)展[J];科技視界;2015年35期

2 樊健生;聶建國(guó);;鋼-混凝土組合橋梁研究及應(yīng)用新進(jìn)展[J];建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展;2006年05期

3 張喜娥;郭長(zhǎng)青;王曉鋒;付超;;鋼-混凝土組合梁的發(fā)展及應(yīng)用[J];國(guó)外建材科技;2006年04期

4 劉齊茂;李微;李暾;張鵬;;鋼-混凝土組合梁的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年03期

5 劉世忠;;基于ANSYS的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析[J];四川建筑;2006年02期

6 劉齊茂,李微;基于有限單元法的鋼-混凝土組合梁截面優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

7 余志武,周凌宇,蔣麗忠;鋼-混凝土連續(xù)組合梁滑移與撓度耦合分析[J];工程力學(xué);2004年02期

8 聶建國(guó),沈聚敏,余志武;考慮滑移效應(yīng)的鋼-混凝土組合梁變形計(jì)算的折減剛度法[J];土木工程學(xué)報(bào);1995年06期

9 聶建國(guó),袁彥聲;鋼-砼疊合板組合梁及其應(yīng)用[J];建筑結(jié)構(gòu);1995年08期

10 聶建國(guó),孫國(guó)良;鋼-混凝土組合梁槽鋼剪力連接件的研究[J];工業(yè)建筑;1990年10期

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