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冷弯U型钢与混凝土组合梁力学性能研究

作　者: 王文浩
导　师: 王连广
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 结构工程
关键词: 冷弯U型钢 组合梁 力学性能 试验研究
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


冷弯型钢是将热(冷)轧卷带钢在常温下,经连续辊式冷弯成型制成的各种截面形状的型钢,是一种经济高效的钢材。与热轧型钢相比,同等质量的冷弯型钢迴转半径可增大50%以上,惯性矩和静矩可增大50%～180%,承载力较高,整体刚度较大,受力性能较好。并且冷弯型钢钢件具有节约材料、减轻结构重量,制作、施工、运输、安装方便,宜于组织工业化、商品化生产,有利于改善劳动条件,缩短建筑周期等优点。因此,冷弯型钢结构构件可以取得较好的经济效益。目前,国外有的学者已将冷弯型钢与混凝土组合,形成冷弯型钢与混凝土组合梁,并对组合梁的受力性能进行了研究,但是,国内外对大跨度冷弯U型钢与混凝土组合梁的研究并不成熟。基于此,本文对冷弯钢与混凝土组合梁的力学性能进行了研究,主要研究内容如下:通过(预应力)冷弯U型钢与混凝土组合梁的试验,研究了(预应力)钢与混凝土组合梁的工作机理、破坏形态。分析了梁的变形、混凝土、钢板的应变分布、以及裂缝分布。试验结果表明,(预应力)组合梁应变曲线呈三阶段特征,跨中变形最大;变形沿梁长均匀、对称分布,曲线逐渐接近正弦半波曲线。根据(预应力)冷弯U型钢与混凝土组合梁的结构及受力特点,建立(预应力)组合梁的弹性、塑性抗弯承载力计算公式,并将理论分析结果与试验结果比较,吻合良好。分别利用弹性理论法和能量法,建立冷弯U型钢与混凝土组合梁的界面剪应力和变形的微分方程,给出不同荷载作用下的界面剪应力和变形的计算公式,并编程计算与分析,讨论荷载、剪力连接件刚度对界面剪应力的影响。分析结果表明,组合梁沿梁长的界面剪应力随着荷载、连接件刚度增大而增大。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 论文研究背景  8
  1.2 钢与混凝土组合梁的研究与应用  8-11
    1.2.1 组合梁简介  8-9
    1.2.2 组合梁的应用与发展  9-10
    1.2.3 组合梁的国内外发展现状  10-11
  1.3 冷弯型钢的力学性能  11-14
    1.3.1 冷弯型钢构件在建筑行业中的应用概况  11-12
    1.3.2 冷弯型钢构件的特点  12-13
    1.3.3 冷弯槽钢截面构件  13-14
  1.4 研究意义  14
  1.5 研究内容  14-16
第二章 冷弯U 型钢与混凝土组合梁的试验研究  16-35
  2.1 试验概况  16-21
    2.1.1 试件设计  16-17
    2.1.2 材料性能  17
    2.1.3 试件制作  17-18
    2.1.4 测量内容与加载方法  18-21
  2.2 试验现象与破坏形态  21-24
    2.2.1 组合梁  21-23
    2.2.2 预应力组合梁  23-24
  2.3 变形分析  24-26
    2.3.1 组合梁  24-25
    2.3.2 预应力组合梁  25-26
  2.4 应变分析  26-31
    2.4.1 组合梁  26-28
    2.4.2 预应力组合梁  28-31
  2.5 裂缝分析  31-35
    2.5.1 组合梁  31-32
    2.5.2 预应力组合梁  32-35
第三章 冷弯U 型钢与混凝土组合梁的承载力计算  35-49
  3.1 预应力冷弯U 型钢与混凝土组合梁  35-43
    3.1.1 截面几何特征计算  35-37
    3.1.2 弹性抗弯承载力计算  37-40
    3.1.3 极限抗弯承载力计算  40-43
  3.2 冷弯U 型钢与混凝土组合梁  43-47
    3.2.1 截面几何特征计算  43-45
    3.2.2 弹性抗弯承载力计算  45-46
    3.2.3 极限抗弯承载力计算  46-47
  3.3 试验结果与理论结果对比  47-49
第四章 组合界面的剪应力与变形计算  49-62
  4.1 组合梁界面剪应力计算  49-57
    4.1.1 界面剪应力微分方程的建立  49-51
    4.1.2 界面剪应力计算  51-54
    4.1.3 算例分析  54-57
  4.2 变形计算  57-62
第五章 结论与展望  62-64
  5.1 结论  62
  5.2 展望  62-64
参考文献  64-66
作者简介  66
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67-68

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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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