發(fā)布時(shí)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(yīng)用于大跨、超高、大空間等建筑結(jié)構(gòu)中。然而,由于鋼-混組合梁由不同材料組合而成,其扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能比單一材料梁的扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能更為復(fù)雜。因此,目前對(duì)鋼-混組合梁力學(xué)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(zhuǎn)性能的研究。而且在大跨、大空間、超高層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種形式復(fù)雜的荷載作用下很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。而且鋼-混組合構(gòu)件受扭作用的機(jī)理和承載力計(jì)算方法的研究是深人研究其復(fù)合受扭工作性能和承載力計(jì)算的基礎(chǔ)。所以,本文開展鋼-混組合梁扭轉(zhuǎn)性能研究具有較高的科學(xué)意義和研究?jī)r(jià)值,更是一項(xiàng)亟需解決的復(fù)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(zhuǎn)理論思想對(duì)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(zhuǎn)剛度進(jìn)行了理論研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)基于板—梁理論和傳統(tǒng)經(jīng)典Saint-Venant扭轉(zhuǎn)理論,首先給出了圓截面鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)變形后截面橫向位移u、v和縱向位移w表達(dá)式,然后根據(jù)彈性理論基本知識(shí)推導(dǎo)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(zhuǎn)變形應(yīng)變能表達(dá)式,并給出其自由扭轉(zhuǎn)剛度理論解析解。同時(shí),為了便于圓截面組合梁自由扭轉(zhuǎn)剛度在實(shí)際工程中的應(yīng)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(zhuǎn)剛度疊加組合設(shè)計(jì)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(duì)這兩類鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)進(jìn)行有限元分析,以此驗(yàn)證本文給出的圓截面鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變形后截面橫向位移u、v和縱向位移w表達(dá)式,然后根據(jù)彈性理論基本知識(shí)推導(dǎo)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(zhuǎn)變形應(yīng)變能表達(dá)式,并給出其自由扭轉(zhuǎn)剛度理論解析解。同時(shí),為了便于非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)剛度在實(shí)際工程中的應(yīng)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(zhuǎn)剛度組合疊加設(shè)計(jì)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(duì)非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)進(jìn)行有限元分析,以此驗(yàn)證本文給出的非圓形截面鋼-混組合梁自由扭轉(zhuǎn)剛度理論解析解的正確性。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(zhuǎn)變形應(yīng)變能扭轉(zhuǎn)，且扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變形.1.3 自由扭轉(zhuǎn)應(yīng)變能一、位移場(chǎng)僅考慮自由扭轉(zhuǎn)，且扭轉(zhuǎn)角的變化率為常數(shù)，即扭率 d /dz 為常數(shù)的情

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2741688