【摘要】：鋼—混凝土組合梁以其優(yōu)良的耐火、抗震性能,以及剛度高、承載力強、造價低廉等優(yōu)點,在工程上得到了廣泛的應(yīng)用,關(guān)于組合梁受力性能的研究一直是土木工程中的一個熱點。論文以鋼—混凝土組合梁在裝配式高層建筑與大跨度橋梁中的應(yīng)用為目的,提出了新型裝配式型鋼—混凝土組合扁梁結(jié)構(gòu),設(shè)計并完成了七根組合扁梁構(gòu)件受彎試驗。在與實驗數(shù)據(jù)對比擬合的基礎(chǔ)上,設(shè)計了三種寬跨比、三種荷載類型、三種槽鋼類型和三種材料強度比值,共計81根有限元模擬構(gòu)件,研究了不同參數(shù)影響下,翼緣縱向應(yīng)力的分布和有效寬度變化規(guī)律,并最終提出了兩點加載、集中加載和均勻加載三種模式下,組合扁梁翼緣有效寬度的理論計算公式,為深化組合扁梁研究理論和工程設(shè)計提供了基礎(chǔ)資料。試驗研究表明,組合扁梁在彈性受力階段時,翼緣板跨中位置上縱向應(yīng)力接近于均勻分布,有效寬度基本不變;寬跨比越大,則有效寬度系數(shù)越小;而槽鋼類型、鋼梁高度、配筋率等因素對有效寬度影響不大。隨著荷載的增加,混凝土部分達到抗壓強度極限值,組合扁梁進入塑性受力階段,有效寬度隨著荷載的增加而逐漸減小。采用有限元軟件ABAQUS對試驗梁構(gòu)件進行三維建模,建模分析過程中考慮了材料非線性和幾何非線性等影響因素。在實驗數(shù)據(jù)對比的基礎(chǔ)上,建立了擬合效果良好的有限元模型,并用此類方法探討了構(gòu)件的寬跨比、荷載類型、槽鋼型號、材料強度比和抗剪件間距對組合扁梁翼緣板有效寬度的影響。研究發(fā)現(xiàn)影響組合扁梁的主要參數(shù)為寬跨比和荷載類型;相同條件下,寬跨比越大,有效寬度越小;兩點加載和均勻加載情況下,扁梁有效寬度差別不大,集中加載情況下的有效寬度則小于前兩種加載情況;槽鋼類型越高、材料強度比越大、鋼梁高度越高和抗剪件間距越小,則扁梁的抗彎剛度和抗彎承載力越大,但這些因素對翼緣有效寬度影響不大。在模型試驗和仿真分析的基礎(chǔ)上,提出了兩點加載、集中加載和均勻加載條件下的有效寬度理論計算公式,其有效寬度取值,較基于栓釘抗剪件形式的國內(nèi)外規(guī)范值偏小。結(jié)合推導(dǎo)的組合扁梁抗彎承載力計算方法,將本文計算結(jié)果與試驗值進行比對,兩者吻合良好,表明提出的建議設(shè)計方法可靠。論文對新型型鋼—混凝土組合扁梁構(gòu)件的試驗和理論分析結(jié)果,可供工程設(shè)計和有關(guān)研究參考。
【圖文】：

(a) 拉伸試驗機 (b) 鋼材抗拉試件圖 2.6 鋼材拉伸試驗表 2.3 鋼材材料性能表試件類型 型號屈服強度 fy（MPa） 極限強度 fu（MPa）試驗值 平均值 試驗值 平均值鋼梁腹板 Q235 厚 8mm－－371.94476.56356.28 540.89545.49378.60 550.39鋼梁翼緣 Q235 厚 10mm247.33242.49359.75237.68 328.64343.79242.46 342.99[10 腹板 Q235 厚 5.3mm－－411.61612.24－－ 619.30621.94411.61 634.28

裝配式型鋼—混凝土組合扁梁翼緣有效寬度研究21034.72.2cuf （2-2）中，c1 =0.76、c 2=1.00 分別為棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度之比和高凝土的脆性折減系數(shù)，cuf為立方體抗壓強度，混凝土軸心抗壓強度cf 、彈性c。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9

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本文編號：2617807