發(fā)布時(shí)間：2018-03-13 03:19

  本文選題：框架橋節(jié)點(diǎn)　切入點(diǎn)：有限元分析　出處：《北方工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：型鋼混凝土(SRC)結(jié)構(gòu)目前已成為很多建筑優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)形式之一。雖然目前國(guó)內(nèi)外對(duì)型鋼混凝結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行了大量的研究工作,但是對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的一些性能的研究仍存在很多的不足,有待進(jìn)一步的探討。對(duì)于SRC框架而言,節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)體系中的傳力樞紐,節(jié)點(diǎn)剪切破壞是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、倒塌的重要原因之一,因此保證節(jié)點(diǎn)的安全可靠尤為重要。本文通過數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的手段,對(duì)所提新型SRC框架橋節(jié)點(diǎn)的細(xì)部構(gòu)造和受力性能進(jìn)行了研究,并驗(yàn)證了試驗(yàn)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造特點(diǎn),基于梁柱節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理研究結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分析,并推導(dǎo)其抗剪計(jì)算過程,從數(shù)值上初步把握節(jié)點(diǎn)的抗剪原理;再通過有限元軟件對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模分析,根據(jù)其應(yīng)力應(yīng)變的分布對(duì)型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)的受力性能等進(jìn)行探討分析;最后將研究結(jié)果應(yīng)用于工程實(shí)例。主要內(nèi)容如下:1、根據(jù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)理論,結(jié)合相關(guān)規(guī)范,基于型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理進(jìn)行研究,得出框架橋節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力理論計(jì)算公式。2、通過有限元軟件建立節(jié)點(diǎn)模型,分析了節(jié)點(diǎn)處腋角角度變化、腋角尺寸變化以及節(jié)點(diǎn)處斜筋直徑大小對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能的影響,并進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)腋角角度為artanl/2～artanl/3為最佳加腋角度,與已有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)論相一致,加腋尺寸應(yīng)根據(jù)實(shí)際框架橋跨度來進(jìn)行設(shè)定,在型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)中,節(jié)點(diǎn)處斜筋直徑的變化對(duì)節(jié)點(diǎn)承載能力的影響很小,可以忽略不計(jì);通過改變型鋼腹板厚度、混凝土強(qiáng)度等參數(shù)來分析對(duì)節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的影響,得出混凝土及型鋼的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況和極限荷載。3、通過有限元分析得出考慮粘結(jié)滑移和不考慮粘結(jié)滑移對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響,分析了在不同混凝土強(qiáng)度、含鋼量、配箍率等情況下,粘結(jié)滑移對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)承載力的影響規(guī)律。結(jié)果表明含鋼量和混凝土強(qiáng)度的增加對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能有不等幅度的提升,不同的是隨著含鋼率的增加,混凝土與型鋼之間的粘結(jié)滑移也表現(xiàn)的越發(fā)明顯;而提高混凝土的強(qiáng)度,粘結(jié)滑移對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響卻變得越來越小;另外,一定的配箍率對(duì)于結(jié)構(gòu)承載能力的影響不大,但是能很好的保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)型鋼和混凝土之間的粘結(jié)滑移。合理選擇一定的配箍率是很有必要的。4、本著研究?jī)?nèi)容來源于工程,研究結(jié)果應(yīng)用于工程的原則,對(duì)實(shí)際工程中框架橋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置,并對(duì)型鋼混凝土框架橋整體進(jìn)行了分析,通過對(duì)型鋼混凝土框架橋結(jié)構(gòu)計(jì)算分析可以得出:在正常荷載作用下,框架橋各構(gòu)件均滿足承載力要求。并從經(jīng)濟(jì)效益和施工便利上與鋼筋混凝土作了對(duì)比分析,得出新型組合框架橋有著巨大的優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:Steel reinforced concrete (SRC) structure has become one of the preferred structural forms in many buildings. Although a great deal of research work has been done on the mechanical behavior of SRC structures at home and abroad, However, there are still many deficiencies in the study of the performance of SRC joints, which need to be further discussed. For the SRC frame, the joints are the transmission hub in the structure system, and the shear failure of the joints leads to the instability of the structure. One of the important causes of the collapse is to ensure the safety and reliability of the joints. In this paper, the detailed structure and mechanical properties of the proposed new SRC frame bridge joints are studied by means of numerical simulation and theoretical analysis. According to the structural characteristics of the joints, the stress mechanism of Liang Zhu joints is analyzed, and the calculation process of shear resistance is deduced, and the shear principle of the joints is preliminarily grasped numerically. Then the finite element software is used to model and analyze the joints, and according to the distribution of stress and strain, the mechanical behavior of SRC joints is analyzed. The main contents are as follows: 1. According to the core zone theory of joint, combined with relevant codes, the stress mechanism of Liang Zhu joint of steel reinforced concrete is studied. The theoretical calculation formula of shear bearing capacity of frame bridge joint is obtained. The joint model is established by finite element software. The influence of the change of axillary angle, axillary angle size and the diameter of oblique tendons at the joint on the structural behavior is analyzed. It is found that the axillary angle of artanl/2~artanl/3 is the best in addition to the axillary angle, which is consistent with the conclusion of the existing reinforced concrete structure. The size of the axil should be set according to the actual span of the frame bridge, and it is found that the axillary angle should be set in the SRC joints. The influence of the diameter of oblique tendons on the bearing capacity of the joints is very small and can be ignored. By changing the thickness of the steel web plate and the strength of concrete to analyze the influence on the shear bearing capacity of the joints, the stress of concrete and section steel is obtained. Strain distribution and ultimate load. 3. Through finite element analysis, the influence of bond-slip and non-consideration of bond-slip on the bearing capacity of the structure is obtained. In the case of different concrete strength, steel content, hoop ratio and so on, The effect of bond-slip on the bearing capacity of steel reinforced concrete structures is studied. The results show that the increase of steel content and concrete strength has different effects on the mechanical properties of steel reinforced concrete structures, but the difference is with the increase of steel content. The effect of bond slip between concrete and section steel is more and more obvious, but the effect of bond slip on the bearing capacity of joints becomes smaller and smaller when the strength of concrete is increased. In addition, the influence of certain hoop ratio on the bearing capacity of the structure is less and less. But it can ensure the bond slip between the section steel and concrete in the core area of the joint. It is very necessary to choose a certain ratio of hoop reasonably. In the principle that the research content comes from the project, the research result is applied to the project. This paper optimizes the joint setting of frame bridge in practical engineering, and analyzes the whole structure of steel reinforced concrete frame bridge. By calculating and analyzing the structure of steel reinforced concrete frame bridge, it can be concluded that under normal load, Each component of the frame bridge meets the requirements of bearing capacity, and compared with the reinforced concrete in terms of economic benefit and construction convenience, it is concluded that the new composite frame bridge has great advantages.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：1604574