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体外预应力钢—轻骨料混凝土组合连续梁变形性能研究

作　者: 夏法磊
导　师: 刘殿中
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 结构工程
关键词: 体外预应力 组合连续梁 轻骨料 挠度 有限单元法
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文主要探讨了体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁的变形性能,对折线型布筋的两跨组合连续梁进行了系统的分析。体外预应力钢-轻骨料混凝土组合结构能充分发挥钢、轻骨料混凝土和预应力筋的力学性能,在一定程度上弥补了组合连续梁的不足之处。在广泛收集资料的基础上对体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁的变形性能、预应力筋应力增量进行了理论分析。利用最小势能原理和能量变分法导出折线型布置预应力筋的两跨组合连续梁在两个集中荷载作用下应力增量和挠度计算方法。对折线型布置的两跨体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁进行静力试验,分析其受力特点。试验主要测试了在各级荷载作用下钢梁和轻骨料混凝土板的应变、挠度、裂缝开裂情况等。得出了钢梁和轻骨料混凝土部分的应变分布、荷载-挠度关系、荷载-应变关系、荷载-滑移关系和沿截面高度的应变分布等结果。试验结果与理论计算结果吻合较好,验证了本文挠度变分解法的可靠性。利用大型有限元软件ANSYS对试验梁进行了非线性有限元分析,重点考虑了材料的非线性和接触非线性,并将计算结果、理论计算结果与试验结果进行对照,吻合较好。对完善体外预应力钢-轻骨料混凝土组合梁设计具有重要的参考价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 概述  9-10
  1.2 国内外预应力钢-轻骨料混凝土组合梁的发展现状  10-15
    1.2.1 预应力钢-混凝土组合梁的发展现状  10-13
    1.2.2 钢-轻骨料混凝土组合梁的发展现状  13-15
  1.3 体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁的特点  15-20
    1.3.1 体外预应力钢-混凝土组合梁的优点  15-16
    1.3.2 轻骨料混凝土的特点  16-18
    1.3.3 预应力组合梁的不足之处  18
    1.3.4 经济效益显著  18-20
  1.4 课题来源  20
  1.5 本文研究的主要内容  20-21
第2章 体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁变形性能分析  21-38
  2.1 影响体外预应力钢-轻骨料混凝土组合梁变形性能的因素  21-25
    2.1.1 施工方法的影响  21-22
    2.1.2 预应力组合梁布筋形式的影响  22-23
    2.1.3 预应力筋二次弯矩的影响  23-24
    2.1.4 预应力度与初始有效轴压比  24
    2.1.5 力比R的影响  24-25
    2.1.6 抗剪连接件刚度  25
  2.2 体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁变形性能研究  25-36
    2.2.1 体外预应力筋的次内力分析  26-29
    2.2.2 预应力筋的应力增量  29-33
    2.2.3 预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁挠度公式的推导  33-36
  2.3 本章小结  36-38
第3章 体外预应力钢.轻骨料混凝土组合连续梁试验分析  38-58
  3.1 试件设计原则  38
  3.2 试件的设计与制作  38-43
    3.2.1 轻骨料翼板有效翼缘宽度  40
    3.2.2 轻骨料混凝土的配合比设计  40-42
    3.2.3 剪力连接件的计算  42-43
  3.3 试验材料  43-45
  3.4 加载工况  45-46
  3.5 测点布置图  46-49
  3.6 试验结果分析  49-57
    3.6.1 试验过程  49-50
    3.6.2 主要试验结果  50-57
  3.7 本章小结  57-58
第4章 有限元模拟  58-77
  4.1 有限元分析概述  58-63
    4.1.1 混凝土的本构关系  61
    4.1.2 混凝土的破坏准则  61-63
  4.2 体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁有限元模型建立  63-69
    4.2.1 单元类型的选择  63-65
    4.2.2 轻骨料混凝土翼缘板模型  65-66
    4.2.3 预应力的施加  66-67
    4.2.4 有限元模型单元参数的设置和模型建立  67-69
  4.3 计算结果分析  69-75
    4.3.1 挠度结果分析  69-71
    4.3.2 应变对比分析  71-75
  4.4 误差分析  75
  4.5 本章小结  75-77
结论  77-79
参考文献  79-83
攻读学位期间发表的学术论文  83-86
致谢  86

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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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