型鋼高強高性能混凝土梁的基本性能及設(shè)計計算理論研究.pdf

1、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是繼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)之后，建筑結(jié)構(gòu)形式發(fā)展的又一次進步，其優(yōu)越的受力性能、良好的經(jīng)濟效益逐漸被人們認識和發(fā)掘，但目前由于對其相關(guān)研究和認識仍存在不足，許多方面還需要進一步深入分析。只有不斷深化結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，結(jié)合材料和工藝的改進不斷完善結(jié)構(gòu)自身形式，才能促進型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進一步發(fā)展，保持該結(jié)構(gòu)形式推廣和創(chuàng)新的可持續(xù)性。為了研究型鋼高強高性能混凝土梁的基本性能及設(shè)計計算理論，本文主要完成了以下研究內(nèi)容:
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2、從型鋼高強高性能混凝土梁構(gòu)件的組成材料入手，分析了鋼材性能、型鋼截面形式等因素對組合構(gòu)件性能的影響，著重探討了高強高性能混凝土材料的相關(guān)問題，包括高強高性能混凝土的配制目標和技術(shù)路線、材料的微細觀結(jié)構(gòu)特點和相互間作用性能、原材料選擇原則、材料損傷概率等，得出了適用于型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)強度等級為C70-C100的高強高性能混凝土的配制方法和配合比，分析了高強高性能混凝土的相關(guān)性能，推導和建立了混凝土材料的損傷本構(gòu)關(guān)系。
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3、)結(jié)合型鋼混凝土粘結(jié)滑移試驗研究，探討了型鋼與混凝土粘結(jié)作用機理和影響二者粘結(jié)性能的主要因素，指出在組合構(gòu)件受力過程中型鋼與混凝土界面有可能成為構(gòu)件破壞的薄弱區(qū)，引發(fā)構(gòu)件的不同破壞模式。基于型鋼混凝土粘結(jié)損傷模型，推導和建立了型鋼與混凝土的粘結(jié)損傷本構(gòu)關(guān)系。
　　 (3)通過型鋼高強高性能混凝土梁的靜力試驗，研究了不同影響因素(如:混凝土強度等級、剪跨比、加載方式、配鋼率及型鋼混凝土界面間剪切連接方式等)對型鋼高強高性能混凝土梁

4、構(gòu)件破壞機理和受力性能的影響:分析了型鋼高強高性能混凝土梁構(gòu)件的破壞形態(tài)、承載力、變形等相關(guān)性能。
　　 (4)基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文試驗研究，對型鋼高強高性能混凝土梁構(gòu)件正截面承載能力、斜截面承載能力、剛度度形、裂縫等相關(guān)計算方法進行了詳細分析，建立了考慮型鋼與混凝土剪切面性能的設(shè)計計算公式，同時給出型鋼高強高性能混凝土梁的構(gòu)造和施工建議。
　　 (5)借助非線性有限元分析軟件ANSYS對構(gòu)件進行數(shù)值模擬，通過構(gòu)件截

5、面單元的合理劃分和選用，建立了型鋼混凝土梁構(gòu)件的有限元分析方法。
　　 (6)結(jié)合一系列的試驗研究和理論分析，對型鋼混凝土梁構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計方法進行了分析和總結(jié)，提出了模型優(yōu)化和概念優(yōu)化的雙重優(yōu)化方法。
　　 文中基于材料、分析方法和試驗方法的創(chuàng)新，建立了型鋼高強高性能混凝土梁構(gòu)件的系統(tǒng)分析設(shè)計方法，研究涉及構(gòu)件組成材料選擇、材料間相互作用機理、相關(guān)承載力的計算、非線性分析以及構(gòu)件優(yōu)化等問題，對每一環(huán)節(jié)涉及的相關(guān)問題展開分