配槽钢骨架型钢混凝土梁的受扭性能及其ANSYS有限元分析

摘要

型钢混凝土结构由于具有强度高、刚度大、延性好、抗震能力强、防火、防腐性能好等一系列优点,在实际工程中得到了越来越广泛的应用。在我国,对型钢混凝土抗扭性能的研究相对较少且研究主要集中在工字钢的型钢混凝土构件,对配槽钢骨架型钢混凝土梁的抗扭研究几乎空白,因此对配槽钢骨架型钢混凝土梁的抗扭性能进行研究,具有十分迫切的需要。
　　本文采用有限元软 ANSYS建立配槽钢骨架型钢混凝土梁在受扭作用下有限元模型并进行非线性计算,得到了在各个典型受力阶段混凝土、钢筋、型钢的应力分布规律、构件裂缝开展情况,并与已有的试验结果进行对比,二者符合较好。进而探讨了不同混凝土强度、槽钢强度、箍筋形式、箍筋间距、缀条形式、缀条间距及缀条角度对型钢混凝土梁承载力的影响。结果表明,构件极限荷载随着混凝土强度等级提高而提高;随着箍筋间距增大而降低;随着缀条间距增大而降低;配斜向箍筋比普通箍筋、角钢缀条比扁钢缀条、竖直缀条比斜向45o缀条的试件能够承担更多的极限荷载。
　　结合有限元分析结果,提出了配槽钢骨架型钢混凝土梁在纯扭作用下开裂荷载、极限荷载的计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。本文分析得到的结论为型钢混凝土受扭构件的进一步研究提供了一定的参考。

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1 绪论

1.1 型钢混凝土结构的概念和特点

1.2 型钢混凝土结构的研究方向及成果

1.3 型钢混凝土结构受扭研究现状

1.4 型钢混凝土结构非线性有限元研究现状

1.5 课题研究意义及本文研究内容

1.6 本章小结

2 型钢混凝土非线性有限元理论及模型建立

2.1 有限单元法简介

2.2 非线性有限元软件ANSYS简介

2.3 型钢混凝土梁模型的建立

2.4 本章小结

3 型钢混凝土纯扭构件的有限元分析

3.1 试验模型的有限元分析

3.2 混凝土强度分析

3.3 槽钢强度分析

3.4 箍筋间距分析

3.5 箍筋形式分析

3.6 缀条间距分析

3.7 缀条形式分析

3.8 缀条角度分析

3.9 本章小结

4 纯扭构件承载力计算方法

4.1 纯扭构件的受力性能及破坏形态

4.2 钢筋混凝土纯扭构件承载力的计算方法

4.3 薄壁槽钢杆件承载力计算方法

4.4 配槽钢骨架型钢混凝土梁承载力的计算方法

4.5 本章小结

5 结论及展望

5.1 研究结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录