考慮到傳統(tǒng)搖籃架工作過程中容易發(fā)生破壞的現(xiàn)狀,結合預應力鋼結構的特點,提出了一種新型的預應力搖籃架。采用試驗測試與有限元分析的手段,比較預應力搖籃架與傳統(tǒng)搖籃架的優(yōu)劣并分析不同預應力布置形式對搖籃架受力性能的影響。首先對三榀搖籃架進行了足尺試驗研究。其中一榀搖籃架為傳統(tǒng)搖籃架,另外兩榀為不同預應力筋布置形式的搖籃架。通過破壞試驗,觀測了三榀搖籃架的變形、裂縫發(fā)展過程以及破壞形態(tài),得到了加載過程中各個搖籃架的應變、撓度、以及屈服荷載、破壞荷載等數(shù)據(jù),試驗數(shù)據(jù)作為驗證有限元方法合理性的依據(jù)。采用有限元分析軟件ANSYS對三榀搖籃架的變形以及應力、應變分布進行了詳細的分析。結果表明,傳統(tǒng)Q235搖籃架的橫梁與伸臂梁交接肋板附近三角區(qū)域是最薄弱環(huán)節(jié),對于施加了預應力的搖籃架,該三角區(qū)域的內力得到了明顯改善,但支座間橫梁部分的內力相對增大。施加了預應力的搖籃架最大位移、應力、應變均有所降低。此外,利用有限元模型得到了結構最大應變點的荷載-應變曲線,從而求得搖籃架的屈服荷載。將三榀搖籃架的有限元分析結果與試驗結果進行了對比,驗證了有限元方法的合理性。最后對三種不同搖籃架形式在兩種工況下的受力性能進行了對比分析,結果發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)搖籃架中的薄弱區(qū)域可以通過在轉角處施加斜向預應力筋進行改善,若同時在橫梁上部施加縱向預應力筋,則可以有效的減少橫梁跨中起拱。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF351
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 搖籃架受力性能研究現(xiàn)狀
    1.3 預應力鋼結構及其特點
    1.4 預應力搖籃架受力簡析
    1.5 本文研究內容及方法
2 預應力搖籃架試驗研究
    2.1 試驗方案
    2.2 搖籃架預應力設計及加工
    2.3 試驗加載步驟
    2.4 試驗現(xiàn)象觀測
    2.5 試驗結果
    2.6 本章小結
3 預應力搖籃架有限元分析
    3.1 有限元模型單元選擇
    3.2 有限元模型建模思路
    3.3 有限元模型
    3.4 有限元結果分析
    3.5 本章小結
4 有限元與試驗結果對比分析
    4.1 Q235傳統(tǒng)搖籃架對比分析
    4.2 Q235預應力搖籃架對比分析
    4.3 Q345預應力搖籃架對比分析
    4.4 算例分析
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻

【參考文獻】

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本文編號：2829410