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钢管混凝土双肢柱单腹板边柱肩梁受力性能研究

作 者: 王立虎
导 师: 何夕平
学 校: 安徽建筑工业学院
专 业: 结构工程
关键词: 钢管混凝土双肢柱 单腹板 肩梁 有限元分析 监测分析
分类号: TU398.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 12次
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内容摘要


钢管混凝土结构因其突出的承载力、抗变形能力和良好的延性性能近年来在我国得到广泛的应用。安徽首例工程实例是熔安动力重型钢构厂房工程,该工程采用双肢钢管混凝土柱作为厂房柱。但近年调查研究发现,由于多年的使用,厂房结构中钢管混凝土柱肩梁与吊车梁的连接部位出现了较多问题,主要表现有:①柱与吊车梁支座连接螺栓剪断;②支座垫板移位,甚至脱落。这些问题的存在对厂房的安全和正常使用造成不利影响。为克服上述问题,在最近的安徽合叉叉车重型压力机装配1#厂房工程中,对肩梁形式进行了设计改进。改进后的新型肩梁由于使用时间不长,其受力性能和设计方法存在哪些问题,哪些地方还有待于进一步完善还未表现出来。因此本文针对该工程新型肩梁的受力性能和设计方法进行分析,为类似工程应用提供借鉴。本文首先对钢管混凝土在国内外的应用和发展进行了阐述,介绍了钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁受力性能理论分析方法,以安徽合叉叉车重型压力机装配1#厂房工程为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS建立钢管混凝土柱单腹板肩梁有限元模型,通过焊接在单腹板肩梁上的表面应力计,运用先进的监测设备,实时跟踪监测在行车梁起吊重物运行时单腹板肩梁受力状况,并与模拟值进行对比分析,以此来验证有限元模型的正确性和可靠性。通过对边柱的数值模拟和实测分析,分析了肩梁在整个受力过程中的变形规律与应力分布特点。在此基础上,揭示肩梁腹板、上翼缘板的受力性能和受力规律。论文最后,相对于目前的肩梁设计方法,结合以上结论,对今后的单腹板肩梁设计提出意见和建议,可供工程设计时参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
Contents  10-11
插图清单  11-12
表格清单  12-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 钢管混凝土结构  13-15
    1.1.1 钢管混凝土结构的产生  13
    1.1.2 钢管混凝土在国内外的应用和发展  13-15
  1.2 钢管混凝土柱节点构造  15-19
    1.2.1 钢管混凝土梁柱节点构造  15-17
    1.2.2 钢管混凝土柱肩梁构造  17-19
  1.3 研究内容和技术路线  19-21
    1.3.1 研究内容  19
    1.3.2 技术路线  19-21
第二章 钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁受力性能理论分析  21-35
  2.1 引言  21
  2.2 钢管与核心混凝土的本构关系  21-28
    2.2.1 钢材的力学性能  21-26
    2.2.2 混凝土的本构关系  26-28
  2.3 有限元分析的基本理论  28-33
    2.3.1 有限变形的U.L形式  28-31
    2.3.2 弹塑性强化的本构关系  31-33
  2.4 本章小结  33-35
第三章 钢管混凝土双肢柱单腹板边柱肩梁现场实测分析  35-45
  3.1 合叉叉车重型压力机厂房工程概述  35
  3.2 监测点的选择  35
  3.3 监测仪器的选择与焊接  35-38
    3.3.1 振弦式传感器  35-38
    3.3.2 仪器的焊接  38
  3.4 监测数据的采集和分析  38-43
    3.4.1 监测数据的采集  38-39
    3.4.2 监测数据的分析  39-43
  3.5 本章小结  43-45
第四章 钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁有限元数值模拟分析  45-57
  4.1 有限元法与ANSYS软件简介  45-46
    4.1.1 有限元法  45
    4.1.2 ANSYS软件简介  45-46
  4.2 有限元模型的建立和加载  46-50
    4.2.1 模型本构关系的确定与单元体的选择  46-48
    4.2.2 模型的建立  48-49
    4.2.3 模型边界条件的确定  49
    4.2.4 模型荷载的施加和求解  49-50
  4.3 有限元分析结果  50-55
    4.3.1 腹板处的等效应力  50-52
    4.3.2 上翼缘的等效应力  52-54
    4.3.3 有限元模拟和实测数据的对比  54-55
  4.4 本章小结  55-57
第五章 钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁设计方法研究  57-63
  5.1 概述  57
  5.2 传统设计方法介绍  57-59
    5.2.1 肩梁的内力计算  57-58
    5.2.2 不考虑翼缘作用的计算方法(方法一)  58
    5.2.3 考虑翼缘作用的计算方法一(方法二)  58-59
    5.2.4 考虑翼缘作用的计算方法二(方法三)  59
  5.3 现有肩梁设计方法的对比分析  59-60
  5.4 对肩梁设计方法的建议  60-61
  5.5 本章小结  61-63
第六章 结论与展望  63-65
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-69
致谢  69-71
读研期间主要科研成果  71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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