五种钢-混凝土组合梁受弯性能及组合连接性能对比分析

摘要

钢-混凝土组合梁今年来在高层建筑、大跨度结构等建筑工程中的应用越来越普遍。作为承受横向作用的关键构件，钢-混凝土组合梁始终是研究组合结构领域的一个重要课题方向。除现行规范中实腹式钢-混凝土组合梁外，多年来发展的众多类型的钢混凝土组合梁在实际工程中都有可以见到其身影。国内外学者们对各类新型组合梁进行了众多的试验分析和理论探究，积累了丰富的经验和成果但缺乏横向对比，如何体现各类组合梁的特点、突出其优势仍需进一步的研究和分析。
　　在本文首先选取H型钢混凝土组合梁、波纹腹板H型钢组合梁、高托座H型钢组合梁、钢-混凝土组合桁架和短柁式组合梁（Stub-Girder）进行对比。采用规范中的构造要求进行组合梁设计，选取等截面用钢量作为基础设计五种不同类型的完全抗剪连接钢-混凝土组合梁构件。然后，采用通用有限元软件计算五种构件并分析计算结果。对比五种类型组合梁在弹性阶段的变形性能和承载力；在弹塑性阶段比较了其极限承载力，分析了钢-混凝土组合梁在整个加载过程中截面刚度的变化情况，并对五种类型组合梁的破坏形态、延性及其控制因素进行了比较。
　　随后，对五种类型组合梁的栓钉群受力情况进了分析，并比较了不同类型组合梁内栓钉的剪力传递情况、剪力分布的均匀性。最后，对不同抗剪连接程度的五种钢-混凝土组合梁进行了计算，结合抗剪连接程度，对五种组合梁的按照有限元计算的极限承载力与简单塑性理论计算的承载力进行了对比与分析，组合桁架按照理想桁架计算、短柁梁按照H型钢组合梁塑性计算均具有保障。
　　理论研究的目的在于指导实际，对设计者而言选择恰当的结构形式能够带来显著的技术经济效益和社会效益。缺乏对不同类型组合梁的特性对比在一定程度上制约着组合梁的实际应用与发展。通过分析比较不同形式组合梁突出其各自的力学特性与优势，对指导设计者进行实际工程设计和应用具有重要的指导意义。

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1 绪论

1.1 钢-混凝土组合梁的主要形式

1.2 Stub-Girder的研究现状

1.3 研究问题的提出和工作的主要方法

2 五种钢-混凝土组合梁设计与模型建立

2.1 引言

2.2 五种组合梁材料选取与设计思路

2.3 五种组合梁设计

2.4 组合梁试件有限元模型建立

2.5 本章小结

3 五种钢-混凝土组合梁承载力及变形对比

3.1 引言

3.2 CB-1有限元模型计算结果分析

3.3 CB-1加载过程对比分析

3.4 本章小结

4 剪力连接件的受力对比分析

4.1 引言

4.2 CB-1剪力连接件剪力滑移分析

4.3 CB-1栓钉剪力传递与均匀性对比分析

4.4 CB-1、CB-2、CB-3和CB-4对比分析

4.5 本章小结

5 结论

5.1 本文结论

5.2 尚待研究的问题

参考文献

个人简历、在校期间发表的论文

致谢