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界面非线性对钢-混凝土组合梁整体力学性能影响的研究
| 论文题名： | 界面非线性对钢-混凝土组合梁整体力学性能影响的研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;组合梁;钢筋混凝土梁;钢梁;力学性能 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合梁是由钢筋混凝土梁和钢梁为基础所开发的一种新型桥梁结构，通过抗剪连接件或开孔钢板将钢梁与混凝土翼板连成一个整体。组合梁充分发挥两种材料各自的优点，形成刚度大、延性好、强度高的结构形式，在建筑与桥梁结构领域已经取得了较为广泛的应用。组合梁与钢梁和钢筋混凝土梁的主要区别在于连接两个界面的剪力连接件，在荷载作用下由于连接件的存在会使界面处产生相对滑移，这将使组合梁的界面行为变得十分复杂，也将对组合梁的整体力学行为产生影响，而现有对于剪力键的荷载-滑移非线性关系的研究还不全面，与界面滑移非线性行为相关的理论分析与计算仍不够精确，特别是剪力键的非线性本构关系对于组合梁整体力学行为影响方面的研究尚不完善，因此开展界面非线性行为研究及其对组合梁整体结构力学行为影响的研究十分必要。本文主要研究内容如下: 本文依托国家自然科学基金青年基金项目“钢-混凝土组合梁的徐变与非线性耦合效应研究”，进行钢-混凝土组合结构推出试验，得到试验中剪力键的剪力-滑移关系，并通过对国内外相关文献的总结，选取部分试验中不同类型剪力键的剪力-滑移曲线，综合分析了各类剪力键的荷载-滑移非线性特征； 其次，总结组合梁界面行为与结构力学行为的基本分析理论，对组合梁抗弯极限承载力与变形的计算方法进行分类，分别包括考虑滑移和不考虑滑移时的情况。对组合梁的界面工作机理和两种剪力连接件的力学性能及其荷载-滑移关系进行总结分析; 第三，利用有限元分析软件ANSYS对钢-混凝土组合梁进行实体建模，选择合理的界面模拟方法、单元模型与单元连接方式，对各单元的非线性本构关系进行系统分析，在此基础上建立了较为准确反映组合梁界面行为的有限元分析模型； 最后，通过分析几种不同形式剪力键本构关系的差别，获得不同剪力键本构关系的弹性阶段、塑性阶段、下降阶段等特征，将各剪力键不同的剪力-滑移关系纳入有限元模型，对所得到的组合梁的极限承载力、挠度、相对滑移、截面应变分布等结果进行对比分析，讨论了不同本构关系特征对组合梁整体结构力学行为的影响情况。 |
| 作者： | 董行 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵人达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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