高性能钢—高强混凝土组合梁抗弯性能研究

摘要

本文分析了高性能钢-高强混凝土组合梁的抗弯性能，以高性能钢HPS 485W和HPS 690W及高强混凝土C60、C70、C80为主要研究材料，具体研究工作如下： 1.介绍高性能钢-高强混凝土组合梁弹性和塑性设计分析，将欧洲规范、我国钢结构设计规范及本文计算方法进行对比，通过实例选出较合理截面类型。另外，还对剪力键的设计和组合梁极限挠度进行详细分析。 2.探讨了混凝土等级、混凝土翼缘板的高度、钢梁截面的型号(即钢梁在同高度下的截面面积)等对高性能钢-高强混凝土组合梁的极限抗弯承载力影响，并与普通钢-普通混凝土组合梁相比较，从而选出较合理的组合梁。 3.通过简支组合梁的实例，在不同截面不同材料，同截面不同材料和不同截面同材料三种情况下分别计算其屈服弯矩和屈服挠度以及极限弯矩和极限挠度，进一步分析高性能钢.高强混凝土组合梁的抗弯性能。 4.运用有限元软件模拟上述实例中的组合梁，将有限元数值模拟结果与理论计算结果相比较，分析其抗弯性能。计算结果表明，理论分析和有限元数值模拟相吻合，可以相互验证其正确性和合理性；另外，较合理的高性能钢-高强混凝土组合梁是：钢梁的材料为HPS485W，型号为热轧普通工字钢40c；混凝土翼缘板的等级为C60，混凝土翼缘板的高为150mm，宽度为2000mm，其极限抗弯承载力较大且延性较好，建议采用。 文中共有图53幅，表29个，参考文献50篇。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1引言

1.2高强材料的简介和应用

1.2.1高性能钢简介

1.2.2高性能钢的应用

1.2.3高强混凝土简介

1.2.4高强混凝土应用

1.3国内外研究动态

1.3.1高强组合梁在国外的发展

1.3.2高强组合梁在国内的发展

1.4本文所研究的主要内容和意义

1.5本章小结

2高性能钢-高强混凝土组合梁弹性及塑性分析

2.1高性能钢和高强混凝土的力学性能

2.1.1高性能钢

2.1.2高强混凝土

2.2高性能钢-高强混凝土组合梁弹性分析

2.2.1弹性设计的基本原理

2.2.2高性能钢-高强混凝土组合梁屈服弯矩

2.2.3高性能钢-高强混凝土组合梁屈服挠度

2.3高性能钢-高强混凝土组合梁塑性分析

2.3.1塑性分析概述

2.3.2欧洲规范设计

2.3.3本文设计方法

2.3.4剪力键

2.3.5设计方法比较

2.3.6极限挠度

2.4高性能钢-高强混凝土组合梁实例

2.5本章小节

3高性能钢-高强混凝土组合梁截面优化

3.1高强材料截面优化

3.1.1几何尺寸相同材料不同的组合截面

3.1.2几何尺寸不同材料相同的组合截面

3.2普通材料截面优化

3.2.1几何尺寸相同材料不同的组合截面

3.2.2几何尺寸不同材料相同的组合截面

3.3高强材料组合梁与普通材料组合梁的比较

3.4本章小结

4高性能钢-高强混凝土组合梁抗弯性能分析

4.1不同截面组合梁的抗弯性能比较

4.2同截面不同材料组合梁的抗弯性能比较

4.3不同截面同材料组合梁的抗弯性能比较

4.4本章小结

5高性能钢-高强混凝土组合梁有限元计算分析

5.1有限元模型

5.1.1单元类型

5.1.2材料的本构关系及破坏准则

5.1.3模型的建立

5.2计算结果及分析

5.2.1组合梁的基本资料

5.2.2组合梁的计算结果及分析

5.3本章小结

6结论与建议

6.1本文研究思路及内容总结

6.2主要结论

6.3存在问题及建议

参考文献

作者简历