大跨度方管桁架组合楼盖截面优化设计

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1、分类号:TU310710-2012128015硕士学位论文大跨度方管桁架组合楼盖截面优化设计冯皓辰导师姓名职称袁卫宁副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2015年6月10日论文答辩日期2015年6月16日学位授予单位长安大学OptimizedDesignofTubularTruss-ConcreteCompositeFloorStructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FengHaochenSupervisor：AssociateProf.YuanWeiningChang’anUniversit

2、y,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文

3、作者签名：年月日导师签名：年月日摘要钢-混凝土组合结构由于其“轻型大跨、快速施工”的特点，在大跨空间结构中具有广阔应用前景。尤其最近些年，人们对大跨度空间组合结构的需求不断增强。相对于传统的组合网架结构和工字型钢-混凝土组合楼盖结构来说，方管桁架组合楼盖结构在现阶段的研究还比较少。文章采用数值模拟和理论分析相结合的方法对方管桁架组合楼盖进行静力分析是非常有意义的。文章采用理论分析和有限元模拟相结合的方法，运用Sap2000有限元分析软件，通过对72组模型的建模计算，分析了混凝土强度等级、混凝土板厚、下弦杆管径、截面高跨比及宽高比对该形式的方管桁架组合楼盖结构的极限承载力、抗弯刚度、延性性能和破

4、坏模式的影响，并定义了方管桁架组合楼盖截面设计优化系数λ的概念。研究表明，混凝土强度等级对组合楼盖的抗弯极限承载力、整体抗弯刚度、结构延性的影响较小；混凝土板厚对组合楼盖的抗弯极限承载力的影响较明显，对抗弯刚度和结构延性的影响不大；管桁架下弦杆管径对楼盖抗弯极限承载力的影响，取决于结构的破坏模式，对抗弯刚度和结构延性的影响明显，增加下弦杆管径能有效的提升组合楼盖的抗弯刚度和结构延性；高跨比对组合楼盖抗弯极限承载力、抗弯刚度和结构延性的影响较为明显；宽高比对组合楼盖抗弯极限承载力的影响不大，对抗弯刚度和结构延性的影响较明显；方管桁架组合楼盖的界限破坏的截面设计优化系数λb为1.80。当λ>λb时

5、，结构破坏为延性破坏；当λ<λb时，结构破坏为脆性破坏。对组合楼盖进行静力分析，能够较深入的了解方管桁架组合楼盖的受力和变形性能。为方管桁架组合楼盖的进一步研究发展提供了一些参考。关键词：管桁架，组合楼盖，非线性有限元，静力分析，截面设计优化系数iAbstractDuetothecharacteristicsof“lightlarge-span,rapidconstruction”,steel-concretecompositestructurehaswideapplicationprospectinlarge-spanspacestructurefortheincreasingdemandi

6、nrecentyears.However,thestudyforoftubulartruss-concretecompositefloorstructureisnotenoughnow.Theresearchstudiedonthetubulartruss-concretecompositefloorstructurethroughthefiniteelementanalysisandtheoreticalanalysiswhichwasofgreatmeaning.Duringtheresearch,72tubulartruss-concretecompositefloorstructure

7、modelswasestablishedbasedontheSap2000finiteelementsoftwarethroughthefiniteelementanalysisandtheoreticalanalysis.Differentinfluencingfactorsonultimatebearingcapacityandductilityperformancehadbeenanalyz