界面非线性对钢-混凝土组合梁整体力学性能影响的研究

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1、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、总结回顾组合梁界面行为与结构力学行为的基本分析理论，将组合梁抗弯极限承载力与变形的计算方法进行分类，分别包括考虑滑移和不考虑滑移时的情况。对组合梁的界面工作机理和两种剪力连接件的力学性能及其荷载一滑移关系进行总结分析。2、依托项目所进行的钢一混凝土组合结构推出试验，得到试验中剪力键的剪力．滑移关系，并通过对国内外相关文献的总结，从中选取部分试验中不同类型剪力键的剪力．滑移曲线，综合分析各类剪力键的剪力．滑移非线性关系特征；3、利用有限元分析软件ANSYS对钢．混组合梁进行实体建模，探讨选

2、择合理的界面模拟方法、单元模型与单元连接方式，并对各单元的非线性本构关系进行系统分析，在此基础上建立能够较为准确反映组合梁界面行为的有限元分析模型，并通过所选参照试验验证模型的正确性；4、通过分析几种不同剪力键形式本构关系的差别，获得不同剪力键本构关系的弹性阶段、塑性阶段、下降阶段等特征，将各剪力键不同的剪力．滑移关系用于本文有限元分析模型，对计算所得极限承载力、挠度、相对滑移、截面应变分布等结果进行对比分析，探讨剪力键不同的本构关系特征对组合梁结构力学行为的影响。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包

3、含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：沥占．岁．717万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要钢一混凝土组合梁是由钢筋混凝土梁和钢梁为基础所开发的一种新型桥梁结构，通过抗剪连接件或开孔钢板将钢梁与混凝土翼板连成一个整体。组合梁充分发挥两种材料各自的优点，形成刚度大、延性好、强度高的结构形式，在建筑与桥梁结构领域已经取得了较为广泛的应用。组合梁与钢梁和钢筋混凝土梁的主要区别在于连接两个界面的剪力连接件，在荷载作用下由于连接

4、件的存在会使界面处产生相对滑移，这将使组合梁的界面行为变得十分复杂，也将对组合梁的整体力学行为产生影响，而现有对于剪力键的荷载．滑移非线性关系的研究还不全面，与界面滑移非线性行为相关的理论分析与计算仍不够精确，特别是剪力键的非线性本构关系对于组合梁整体力学行为影响方面的研究尚不完善，因此开展界面非线性行为研究及其对组合梁整体结构力学行为影响的研究十分必要。本文主要研究内容如下：本文依托国家自然科学基金青年基金项目“钢．混凝土组合梁的徐变与非线性耦合效应研究”，进行钢一混凝土组合结构推出试验，得到试验中剪力键的剪力．滑移关系，并通过对国内外相关文献的总结，选取部分试验中不同类型

5、剪力键的剪力．滑移曲线，综合分析了各类剪力键的荷载．滑移非线性特征；其次，总结组合梁界面行为与结构力学行为的基本分析理论，对组合梁抗弯极限承载力与变形的计算方法进行分类，分别包括考虑滑移和不考虑滑移时的情况。对组合梁的界面工作机理和两种剪力连接件的力学性能及其荷载．滑移关系进行总结分析；第三，利用有限元分析软件ANSYS对钢．混凝土组合梁进行实体建模，选择合理的界面模拟方法、单元模型与单元连接方式，对各单元的非线性本构关系进行系统分析，在此基础上建立了较为准确反映组合梁界面行为的有限元分析模型；最后，通过分析几种不同形式剪力键本构关系的差别，获得不同剪力键本构关系的弹性阶段、

6、塑性阶段、下降阶段等特征，将各剪力键不同的剪力．滑移关系纳入有限元模型，对所得到的组合梁的极限承载力、挠度、相对滑移、截面应变分布等结果进行对比分析，讨论了不同本构关系特征对组合梁整体结构力学行为的影响情况。关键词：钢．混凝土组合梁；非线性有限元分析；荷载．滑移非线性本构关系；组合梁结构行为万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第

7、I页AbstractSteel—concretecompositebeamisanewtypeofstructurewhichisdevelopedonthebasisofconcreteandsteelstructure．Itcombinesth

8、esteelgirderandconcretewingstogetherintoawholebyusingshearconnectororopeningsteelboards．Compositebeamsgivefullplaytotheirrespectiveadvantagesofthetwomaterials，formingthestructure谢mbigstiffness，ductilityandhigh10adbearingcapacity．Compositebeamshavebeenmad