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[碩士]鋼—活性粉末混凝土簡支組合梁受力性能研究

內容簡介

　　[碩士]鋼—活性粉末混凝土簡支組合梁受力性能研究　　學科專業(yè):橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：北京交通大學　　學位年度：2007　　鋼一普通混凝土組合梁(C50及以下，簡稱普通組合梁)具有自重輕、經濟性能好、施工方便等優(yōu)點，它充分發(fā)揮了鋼(受拉)和混凝土(受壓)兩種不同材料的特點，在工程實踐中已得到越來越多的應用。雖然普通組合梁具有上述明顯優(yōu)勢，但由于材料本身的限制，存在一些如抗拉強度低、極易開裂、連接性能在長期荷載作用下容易劣化等缺陷。本文擬從提高材料性能的角度，將超高強度、高韌性、高耐久性、低孔隙率、環(huán)保的活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)引入到組合梁領域，使之與鋼梁相結合，形成鋼一RPC組合梁(簡稱RPC組合梁)，利用RPC超高的力學性能和優(yōu)良的耐久性，進一步改善組合梁受力性能?！　? 本文采用對比分析的思路，首先利用ANSYS軟件對文獻中有試驗結果的普通組合梁進行了非線性分析，將計算結果與文獻中的計算結果及其試驗數據進行了比較，結果吻合良好;然后根據經過驗證的有限元模型，在其它參數不變的條件下，將混凝土板更換為RPC板，用ANSYS對RPC組合梁進行了全過程非線性分析，并對RPC板厚、鋼梁屈服強度和鋼梁截面尺寸進行了參數分析，在計算結果的基礎上對RPC組合梁的曲率延性、位移延性和轉角延性進行了研究;最后對鋼-RPC剪力連接件的設計提出了建議?！　? 經過與普通組合梁的對比分析，發(fā)現相同條件下RPC組合梁的承載能力明顯高于普通組合梁，由于RPC抗壓強度很高，發(fā)生過大塑性變形時尚不能達到極限壓應變，故RPC簡支組合梁應以鋼梁下翼緣達到極限拉應變(本文假設為0.01)作為承載能力極限狀態(tài)的標志;正常使用條件下RPC翼板下緣不會發(fā)生開裂，并且由于RPC彈性模量大，相同尺寸時RPC組合梁的截面剛度比普通組合梁大;在組合梁受力性能相同的條件下，RPC組合梁的翼板比普通混凝土板減薄巧%以上，可進一步增大跨度;通過參數分析發(fā)現:提高鋼材強度等級，或增加鋼梁下翼緣的面積，均可有效提高RPC組合梁的極限承載力，并使其壓應力達到更高的水平;如果允許鋼材進入強化階段，RPC組合梁的延性比普通組合梁大得多，且由于栓釘最小間距的限制使RPC組合梁有可能達不到完全連接?！　? 將RPC作為翼板應用于組合梁，可以進一步減輕翼板自重、增大跨度，減少后期維護費用，提高經濟效益，拓寬其在工程中的應用范圍，有良好的應用前景。

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