横向荷载作用下波纹腹板—钢箱组合梁力学性能研究.docx

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1、横向荷载作用下波纹腹板—钢箱组合梁力学性能研究波纹腹板-钢箱组合梁是采用抗拉强度较高的钢板代替传统波纹腹板组合梁混凝土底板的一种新型组合梁形式,在解决混凝土底板开裂问题,减轻结构自重,降低施工难度,增大经济效益等方面有显著优势。目前对于波纹腹板组合梁的研究大多集中于纯弯、纯剪方面,而实际工程中组合梁的受力较为复杂,常处于弯剪共同作用下,为探究横向荷载作用下波纹腹板-钢箱组合梁真实受力性能,本文通过理论分析、试验法、有限元法对波纹腹板-钢箱组合梁在横向荷载作用下的力学性能展开系统研究。本文主要完成了以下工作:(1)归纳普通钢-混凝土组合梁在弯剪联合作用下

2、的破坏机理及特点,分析波纹腹板组合梁的轴向刚度、剪切刚度计算方法以及截面正应变、腹板剪应力分布规律;采用简化塑性法推导波纹腹板-钢箱组合梁抗弯承载力算法,探究组合梁抗剪承载力算法以及弯剪联合作用影响下弯剪承载力算法。(2)设计并完成横向荷载作用下波纹腹板-钢箱组合梁的受力性能试验,揭示波纹腹板-钢箱组合梁在横向荷载作用下的最终破坏形态、破坏机理及裂缝分布与发展规律,分析试验数据中荷载-挠度关系、荷载-正应变关系、荷载-剪应力关系以及腹板占截面剪力的比例规律等,从试验现象和试验结果中得到波纹腹板-钢箱组合梁在横向荷载作用下的力学性能特点。(3)采用Mid

3、sa/Fea建立横向荷载作用下波纹腹板-钢箱组合梁有限元模型,对比有限元结果与试验数据发现两者数据相吻合,验证了有限元法模拟的正确性;基于有限元模型探究不同剪跨比、波纹腹板厚度、钢梁翼缘厚度等参数对波纹腹板-钢箱组合梁力学性能的影响。(4)对比分析不同算法组合梁抗剪承载力理论值与试验结果、有限元结果的差异,提出适用于波纹腹板-钢箱组合梁截面抗剪承载力算法,由试验结果与有限元分析结果验证组合梁的抗弯、抗剪承载力具有相关性,并拟合出波纹腹板-钢箱组合梁弯剪临界破坏曲线表达式。