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矩形钢管—竹材胶合板组合梁抗弯性能试验研究
作 者: 赵佳遥
导 师: 王羡农
学 校: 河北工程大学
专 业: 结构工程
关键词: 矩形钢管 竹材胶合板 组合梁 抗弯试验 承载力
分类号: TU317
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
建筑材料的绿色环保、结构形式的多样化、结构性能的可靠性以及房屋的经济性是这个时代建筑业的发展方向。混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构在建筑业已达到前所未有的成绩,而在欧美国家,木结构作为绿色环保结构、抗震性能良好,得到广泛的应用。在我国竹业资源丰富,无论是竹林的种植面积还是竹材的加工生产都居于世界首位。为打开竹材的应用领域,充分发挥竹材的特点,合理地将竹材和钢材制作成一种建筑组合构件,可以充分利用这两种材料的力学性能,而且还能够节省大量的混凝土和钢筋,有利于走绿色环保、维持生态平衡的发展路线及引领建筑低碳生活的时尚。本文通过对试验预选材料进行力学性能统计分析,做出本次试验材料的选用方案,确立本试验组合梁的组合类型。以矩形钢管-竹胶合板组合梁的设计为出发点,以竹材胶合板截面、矩形钢管尺寸与厚度、螺钉连接等作为参数,进行九根矩形钢管-竹胶合板组合梁的抗弯性能试验,观测各级荷载作用下组合梁的应变变化、组合梁的挠度,讨论组合梁的破坏过程、破坏形态及破坏机理。观测研究九根组合梁构件、结合理论计算等获得矩形钢管-竹胶合板组合梁的主要力学性能,进而加深构件的理论分析,确立钢竹组合梁的设计理念,并为钢竹组合构件或结构的深入研究提供理论基础。最后通过大型有限元分析软件ANSYS进行组合梁受力分析,并与试验结果、理论计算结果进行比较,建立矩形钢管-竹胶合板组合梁的分析模型,获得软件分析的方案设计和理论设计依据。通过试验、理论研究和软件分析等多方面进行研究。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第1章 绪论 9-17 1.1 本文的研究背景和意义 9-10 1.2 竹材人造板的特性 10-12 1.2.1 竹材人造板的分类 10-11 1.2.2 竹材人造板的主要物理性质 11-12 1.3 竹材人造板的应用与发展前景 12-13 1.4 国内外组合梁的研究现状 13-15 1.5 选题的目的及其意义 15-16 1.6 本文的思路设计和研究内容 16-17 1.6.1 论文的总体思路 16 1.6.2 论文研究的主要内容 16-17 第2章 矩形钢管-竹材胶合板组合梁抗弯性能试验 17-45 2.1 组合梁试验设备与装置 17-21 2.1.1 试验设备 17-19 2.1.2 试验装置 19-21 2.2 组合梁试验设计方案与制作 21-26 2.2.1 组合梁的试验材料及其性能 21-23 2.2.2 组合梁的设计 23-25 2.2.3 组合梁的制作 25-26 2.3 组合梁试验的实施过程 26-30 2.3.1 加载方案 26-29 2.3.2 组合梁的试验步骤 29-30 2.4 试验结果及分析 30-44 2.4.1 各试件试验现象记录 30-33 2.4.2 组合梁荷载-挠度曲线及分析 33-37 2.4.3 组合梁荷载-应变曲线及分析 37-40 2.4.4 组合梁滞回曲线及特征分析 40-43 2.4.5 组合梁试件的破坏机理 43-44 2.5 本章小结 44-45 第3章 矩形钢管-竹胶合板组合梁抗弯承载力计算分析 45-51 3.1 矩形钢管-竹胶合板组合梁抗弯理论的基本假定 45-46 3.1.1 组合梁的基本假定 45 3.1.2 组合梁截面换算 45-46 3.2 组合梁抗弯承载力计算 46-48 3.2.1 极限状态的概念 46-47 3.2.2 组合梁抗弯承载力计算 47-48 3.3 钢竹组合梁挠度计算 48-49 3.3.1 挠度的理论计算 48-49 3.3.2 挠度理论计算值与试验值比较 49 3.4 本章小结 49-51 第4章 ANSYS 有限元模型分析 51-65 4.1 ANSYS 软件介绍 51-52 4.1.1 软件的组成部分 51-52 4.1.2 软件功能介绍 52 4.2 有限元模型 52-58 4.2.1 单元类型的选用 52-53 4.2.2 材料的本构关系及其选取 53-54 4.2.3 有限元模型的建立 54-58 4.3 有限元分析结果 58-63 4.4 本章小结 63-65 结论与展望 65-67 致谢 67-68 参考文献 68-71 作者简介 71 攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研成果 71-72
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 结构理论、计算 > 结构试验与检验
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