钢—混凝土双面组合梁滑移效应分析

论文摘要

传统的单面钢-混凝土组合连续梁在工作状态时,负弯矩区混凝土受拉开裂,导致梁的刚度降低。这种力学行为与组合的概念相反,不利于连续组合梁的推广和应用。在传统单面组合连续梁的内支座负弯矩区设置下翼缘钢筋混凝土板构成的钢-混凝土双面组合梁,为该问题的解决提供了一种有效的途径。这样负弯矩区的压应力在一定程度上就由下层混凝土承担,减小了钢梁的负担,提高了梁的刚度和承载力。运用基本力学方法对钢-混凝土双面组合梁的滑移效应进行了分析。推导得到了均布荷载作用下负弯矩区上、下界面滑移沿梁长分布的表达式,并通过算例比较了钢-混凝土双面组合梁与传统的单面组合梁的滑移特点。通过3片钢-混凝土双面组合连续梁模型的静载试验,对双面组合梁的滑移效应进行了进一步的分析。运用通用软件ANSYS建立了试验梁的有限元模型,对双面组合连续梁的滑移效应进行了非线性分析,同时也建立了与双面组合梁相应的单面组合连续梁模型,将两者的结果进行比较。混凝土和钢梁由收缩引起的变形差,会对构件产生一定的影响,本文推导得到了承受负弯矩的钢-混凝土双面组合梁由钢梁和混凝土收缩产生的变形差所引起的组合截面的曲率表达式。本文的研究使我们对钢-混凝土双面组合梁的滑移特性有了一定的了解,有利于研究工作的进一步展开。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢-混凝土双面组合梁
• 1.1.1 单面组合梁的特点
• 1.1.2 双面组合梁的特点
• 1.2 钢-混凝土组合梁的发展动态
• 1.2.1 单面组合梁
• 1.2.2 双面组合梁
• 1.3 钢-混凝土组合梁滑移效应的研究方法
• 1.3.1 基本力学方法
• 1.3.2 Goodman弹性夹层方法
• 1.3.3 应变分布边界法
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 均布荷载作用下双面组合梁滑移效应分析
• 2.1 概述
• 2.2 栓钉的剪切刚度
• 2.3 均布荷载作用下双面组合梁滑移公式的推导
• 2.4 算例及分析
• 2.5 小结
• 第三章 钢-混凝土双面组合连续梁模型试验的滑移分析
• 3.1 概述
• 3.2 试验方案
• 3.2.1 试件设计
• 3.2.2 组合梁有关滑移及应变的测点布置
• 3.3 试验梁滑移应变分析
• 3.4 试验梁滑移分析
• 3.5 小结
• 第四章 钢-混凝土双面组合梁滑移效应的有限元分析
• 4.1 空间有限元模型的建立
• 4.1.1 剪力连接单元
• 4.1.2 混凝土单元
• 4.1.3 钢梁单元
• 4.1.4 钢筋单元
• 4.2 有限元计算结果分析
• 4.2.1 滑移分析
• 4.2.2 滑移应变分析
• 4.3 小结
• 第五章 双面组合梁收缩分析
• 5.1 概述
• 5.2 分析方法
• 5.3 负弯矩区混凝土开裂前后混凝土收缩对变形的影响
• 5.3.1 收缩分析概述
• 5.3.2 上层混凝土板开裂后收缩分析
• 5.3.3 上层混凝土板开裂前的收缩分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文