索—混凝土组合梁结构非线性分析

论文摘要

随着人们对住宅和商业大型写字楼的要求的不断提高,对建筑开间要求越来越大。在建筑要求和工程实践中出现以下两点问题:传统的钢筋混凝土梁结构无法满足跨度大于10m,而且梁高又不加大的要求;在传统梁高范围内布置管线（包括空调管道）,而层高不因此而降低。为了满足建筑功能的要求,专家学者提出了“索-混凝土组合梁”这种新型的结构,该结构在梁的底端增设刚性支杆并在两端固定上拉索,有效的降低了梁的高度,同时满足大跨度的要求。索-混凝土组合梁结构是一种由索、钢筋混凝土梁、刚性支杆组成的新型结构,具有合理的力学性能,便于安装及运输。在工业和民用建筑领域有广泛的应用前景。针对这种新型结构,在前人的索-混凝土组合梁结构的线性分析基础上,进一步对该结构做非线性阶段的分析,得到具体结论如下:借助于大型有限元软件ANSYS对本结构进行非线性分析,通过大量算例,总结该结构的非线性规律,找出钢筋混凝土梁、刚性支杆、索的非线性特征,最终确定这三种构件的非线性程度以及整体结构的非线性程度。逐步改变刚性支杆的高度,刚性支杆的截面积,索的截面积,施加初始应变,寻求规律,使其合理化,为设计人员提出建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 理论分析
• 1.1 索-混凝土组合梁的研究现状
• 1.2 非线性问题的适用范围和基本导出公式
• 1.3 空间梁、杆、索结构的非线性有限元分析
• 1.3.1 梁单元非线性有限元分析
• 1.3.2 杆单元非线性有限元分析
• 1.3.3 索单元非线性有限元分析
• 第2章 模型的建立
• 2.1 索-混凝土组合梁的简化
• 2.2 模型基本数据参数
• 2.2.1 索-混凝土结构的简化模型
• 2.2.2 结构中各个部件的基本参数
• 2.3 模型在ANSYS 中的非线性数据参数
• 2.4 索混凝土模型的建立
• 第3章 结构及各部件非线性分析
• 3.1 索单元、梁单元的有限元分析
• 3.1.1 索单元的有限元分析
• 3.1.2 梁单元的有限元分析
• 3.2 研究索-混凝土梁的非线性静力分析
• 3.2.1 ANSYS 模拟算例一
• 3.2.2 ANSYS 模拟算例二
• 3.2.3 ANSYS 模拟算例三
• 3.2.4 ANSYS 模拟算例四
• 3.3 本章小结
• 第4章 索-混凝土组合梁结构中各部件参数的影响
• 4.1 刚性支杆的高度对结构最大位移和各部件受力变形的影响
• 4.1.1 刚性支杆高度为500mm 的索混凝土组合梁的非线性分析
• 4.1.2 刚性支杆高度为400mm 的索混凝土组合梁的非线性分析
• 4.1.3 刚性支杆高度为600mm 的索混凝土组合梁的非线性分析
• 4.1.4 本节小结
• 4.2 索的截面积对索-混凝土组合梁的各部件的影响
• 4.2.1 索截面直径为30mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.2.2 索截面直径为40mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.2.3 索截面直径为50mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.2.4 索截面直径为60mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.2.5 本节小结
• 4.3 刚性支杆的截面积对索-混凝土组合梁的各部件的影响
• 4.3.1 刚性支杆直径为50mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.3.2 刚性支杆直径为60mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.3.3 刚性支杆直径为70mm 的索-混凝土组合梁的非线性分析
• 4.3.4 本节小结
• 4.4 对索施加初始应变对索-混凝土组合梁结构跨中位移的影响
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集