本文選題：不銹鋼-混凝土-碳素鋼中空夾層梁 + 極限彎矩��； 參考：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)CFDST作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式,具有承載能力高、塑性與韌性好、施工便利、耐火性好、經(jīng)濟(jì)效果較好、截面開展與抗彎剛度大、自重輕及抗震好等諸多優(yōu)點,是一種應(yīng)用前景非常廣闊的結(jié)構(gòu)形式,但其較差的抗腐蝕性也大大限制了其應(yīng)用范圍。不銹鋼不僅具有強(qiáng)度高、塑性及韌性好等優(yōu)點,還具有良好的耐腐蝕性,但其造價昂貴,這也決定了其在工程中不可能大量使用。將傳統(tǒng)CFDST構(gòu)件的外包鋼管換成不銹鋼,則組成的新型構(gòu)件就同時具有了上述兩種構(gòu)件的全部優(yōu)點,這使得不銹鋼-混凝土-碳素鋼中空夾層組合結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用成為可能。本文主要使用試驗研究與有限元模擬兩種方法,來對不銹鋼-混凝土-碳素鋼中空夾層梁試件的受彎力學(xué)性能進(jìn)行研究。本文開展的主要工作如下:(1)首先論文論述了相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀,即傳統(tǒng)中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件的研究現(xiàn)狀和不銹鋼管混凝土構(gòu)件的研究現(xiàn)狀,同時提出了本文研究的主要內(nèi)容。(2)將空心率和剪跨比作為主變因素,對18根不銹鋼-混凝土-碳素鋼中空夾層梁試件開展了試驗研究,來分析上述因素對試件受彎力學(xué)性能的影響,試驗得到了試件的破壞形態(tài)及荷載-變形關(guān)系曲線。(3)在準(zhǔn)確選擇不銹鋼、夾層混凝土及碳素鋼本構(gòu)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上,使用有限元軟件ABAQUS對梁試件進(jìn)行了建模,對試件的破壞形態(tài)、荷載-變形關(guān)系曲線及承載力展開了計算。經(jīng)過比較,有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果符合較好,因此可使用有限元建模的方法對影響試件受彎力學(xué)性能的其它因素展開深入的分析。(4)使用經(jīng)過試驗驗證的有限元模型,通過選擇典型試件,對其在受彎荷載作用下的工作機(jī)理展開了分析。接著使用有限元建模的方法系統(tǒng)分析了剪跨比、空心率、約束效應(yīng)系數(shù)、內(nèi)鋼管厚度、不銹鋼類型及內(nèi)鋼管強(qiáng)度等級對試件跨中彎矩-撓度關(guān)系曲線及極限彎矩的影響。最后采用有限元建模的方法對比分析了不銹鋼-混凝土-碳素鋼中空夾層梁試件與傳統(tǒng)中空夾層鋼管混凝土梁試件在受彎力學(xué)性能方面的差異。
[Abstract]:As a new type of composite structure, traditional CFDST has many advantages, such as high bearing capacity, good ductility and toughness, convenient construction, good fire resistance, good economic effect, large cross-section development and bending stiffness, light weight and good seismic resistance. It is a kind of structure with broad application prospect, but its poor corrosion resistance also limits its application scope. Stainless steel not only has the advantages of high strength, good ductility and toughness, but also has good corrosion resistance, but its cost is expensive, which also determines that it can not be widely used in engineering. By replacing the steel pipe of the traditional CFDST member with stainless steel, the new type of member has all the advantages of the above two kinds of members at the same time, which makes the application of the composite structure of stainless steel, concrete and carbon steel hollow sandwich in engineering possible. In this paper, the bending mechanical properties of stainless steel, concrete and carbon steel hollow sandwich beams are studied by means of experimental study and finite element simulation. The main work of this paper is as follows: (1) first of all, the paper discusses the research status quo of related topics, that is, the traditional hollow sandwich concrete filled steel tube members and stainless steel tube concrete members research status quo. At the same time, the main contents of this paper are put forward. (2) taking hollow ratio and shear span ratio as main factors, 18 specimens of stainless steel, concrete and carbon steel hollow sandwich beams are studied experimentally. In order to analyze the influence of the above factors on the bending mechanical properties of the specimens, the failure patterns and load-deformation relationship curves of the specimens are obtained. (3) on the basis of selecting the constitutive relation models of stainless steel, sandwich concrete and carbon steel accurately, The finite element software Abaqus is used to model the beam specimen, and the failure mode, load-deformation curve and bearing capacity of the specimen are calculated. Compared with the experimental results, the finite element method can be used to analyze the other factors that affect the bending mechanical properties of the specimen. (4) the finite element model is used to verify the bending behavior of the specimen. By selecting the typical specimen, the working mechanism of the specimen under the action of bending load is analyzed. Then the effects of shear span ratio, heart rate, constraint effect coefficient, thickness of inner steel tube, type of stainless steel and strength grade of inner steel tube on the relationship between moment and deflection and ultimate moment of the specimen are systematically analyzed by using finite element modeling method. Finally, the difference of bending mechanical properties between the specimens of stainless steel concrete-carbon steel hollow sandwich beam and the traditional hollow sandwich steel tube concrete beam is analyzed by using finite element modeling method.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2099889