轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁抗弯承载力研究

摘要

轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁是一种新型组合梁形式，其性能和设计方法需要进一步研究。本文对三个组合梁试件进行极限抗弯承载力和变形性能试验研究，并采用有限元分析和理论分析方法对其性能进行深入研究，并给出建议设计方法。
　　首先对组合梁在极限荷载下的受力性能、变形历程进行试验研究，分析了组合梁的破坏机理以及钢丝网及Z形抗剪件对组合梁抗弯承载力的影响。研究认为：①组合梁的破坏机理为钢梁腹板剪切破坏，梁端加载点处钢梁畸变屈曲，钢梁上翼缘发生塑性屈服、部分抗剪螺钉破坏继而引发组合梁发生整体破坏；②设置抗剪件对组合梁极限承载力提升有限但可有效降低组合梁跨中挠度。
　　其次，建立了组合梁有限元数值模型，在验证有限元分析方法正确的基础上，分析了组合梁跨度、连接压型钢板和钢梁的螺钉间距、钢梁钢材强度、钢梁腹板高度、混凝土翼板厚度、钢梁跨高比及腹板高厚比等因素对组合梁极限承载力的影响。研究表明：①跨度对组合梁抗弯极限承载力及破坏模式有较大影响，工程中较为经济的组合梁跨度宜取为2400mm~5400mm。②提高混凝土板厚度、提高钢材强度及减小螺钉间距均可有效提高组合梁抗弯承载力，建议将混凝土板厚取为30mm~70mm，将螺钉间距取为100~300mm；③钢梁跨高比、腹板高厚比越大，组合梁抗弯承载力越大但抗剪承载力越小。
　　最后，提出单榀组合梁部分抗剪设计方法。根据分析结果给出计算组合梁抗弯极限承载力时考虑梁跨高比、腹板高厚比及抗剪连接螺钉的影响的折减系数。

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第一章 绪论

1.1概述

1.2研究课题的提出

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究内容和拟解决的关键技术

第二章 轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁抗弯承载力试验研究

2.1引言

2.2试验目的及意义

2.3试件设计与材料特性

2.4试件的材料特性

2.5试验装置

2.6测点布置

2.7加载制度

2.8试验现象

2.9试验结果

2.10小结

第三章 轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁抗弯承载力数值分析

3.1引言

3.2单元选取及材性定义

3.3模型的建立

3.4求解及结果后处理

3.5轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁有限元模型的验证

3.6小结

第四章 轻钢托梁—细骨料混凝土组合梁受弯承载力影响因素分析及设计方法研究

4.1引言

4.2变参数有限元模型的建立

4.3组合梁抗弯极限承载能力影响因素分析

4.4组合梁设计方法探讨

4.5小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与科研和获奖情况

致谢