發(fā)布時間：2020-07-04 22:32

【摘要】：眾所周知,鋼-混組合梁具有承載力高、剛度大、抗震性能好等特性,因此被廣泛應用于大跨、超高、大空間等建筑結構中。然而,由于鋼-混組合梁由不同材料組合而成,其扭轉力學性能比單一材料梁的扭轉力學性能更為復雜。因此,目前對鋼-混組合梁力學性能的研究大多集中在軸壓,偏壓(壓彎)以及純彎受力狀態(tài),很少涉及鋼-混組合梁扭轉性能的研究。而且在大跨、大空間、超高層等復雜結構中,結構構件在各種形式復雜的荷載作用下很容易發(fā)生扭轉變形。而且鋼-混組合構件受扭作用的機理和承載力計算方法的研究是深人研究其復合受扭工作性能和承載力計算的基礎。所以,本文開展鋼-混組合梁扭轉性能研究具有較高的科學意義和研究價值,更是一項亟需解決的復雜工程問題。為此,本文基于張文福教授近期提出的板—梁理論和傳統(tǒng)經(jīng)典Saint-Venant扭轉理論思想對圓形和非圓形(包括橢圓形、方形及矩形截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度進行了理論研究。本文的主要研究內(nèi)容有:(1)基于板—梁理論和傳統(tǒng)經(jīng)典Saint-Venant扭轉理論,首先給出了圓截面鋼-混組合梁自由扭轉變形后截面橫向位移u、v和縱向位移w表達式,然后根據(jù)彈性理論基本知識推導了內(nèi)置工字鋼骨圓形CFST組合梁以及圓截面工字型鋼-混凝土組合梁自由扭轉變形應變能表達式,并給出其自由扭轉剛度理論解析解。同時,為了便于圓截面組合梁自由扭轉剛度在實際工程中的應用,本文還根據(jù)疊加思想提出了圓截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度疊加組合設計公式。(2)利用有限元軟件ANSYS分別建立內(nèi)置工字鋼骨圓形CFST組合懸臂梁和圓形截面工字型鋼-混凝土組合懸臂梁有限元模型,并對這兩類鋼-混組合梁自由扭轉進行有限元分析,以此驗證本文給出的圓截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度理論解析解的正確性。(3)基于板—梁理論和傳統(tǒng)經(jīng)典Saint-Venant扭轉理論,首先分別給出了非圓形截面(橢圓形、方形及矩形截面)鋼-混組合梁自由扭轉變形后截面橫向位移u、v和縱向位移w表達式,然后根據(jù)彈性理論基本知識推導了內(nèi)置工字鋼骨非圓形CFST組合梁和非圓形截面工字型鋼-混凝土組合梁自由扭轉變形應變能表達式,并給出其自由扭轉剛度理論解析解。同時,為了便于非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度在實際工程中的應用,本文還根據(jù)疊加思想提出了非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度組合疊加設計公式。(4)利用ANSYS分別建立內(nèi)置鋼骨非圓形CFST組合懸臂梁和非圓形截面工字型鋼-混凝土組合懸臂梁有限元模型,并對非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉進行有限元分析,以此驗證本文給出的非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉剛度理論解析解的正確性。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9
【圖文】：

2.1 承受端部集中扭矩的內(nèi)置工字鋼骨圓形鋼管混凝土組合懸臂梁圖 2.2 內(nèi)置工字鋼骨圓鋼管混凝土組合梁截面尺寸與扭轉變形應變能扭轉，且扭轉角的變化率為常數(shù)，即扭率 d /dz 為常數(shù)450724507250421,630xobfHtftwxy·θ

圖 2.2 內(nèi)置工字鋼骨圓鋼管混凝土組合梁截面尺寸與扭轉變形.1.3 自由扭轉應變能一、位移場僅考慮自由扭轉，且扭轉角的變化率為常數(shù)，即扭率 d /dz 為常數(shù)的情

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2741688