蜂窩梁及其組合梁滯回性能研究

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1、分類號：學(xué)校代碼：10153UDC：密級：公開碩士學(xué)位論文蜂窩梁及其組合梁滯回性能研究作者姓名：劉勐入學(xué)年份：2014年9月指導(dǎo)教師：賈連光教授學(xué)科領(lǐng)域：結(jié)構(gòu)工程申請學(xué)位：工程碩士所在單位：土木工程學(xué)院論文提交日期：2016年12月論文答辯日期：2017年3月學(xué)位授予日期：2017年3月答辯委員會主席：王連廣答辯委員會組成：王連廣張巖張壯南許峰金路論文評閱人：碩士研究生學(xué)位論文摘要I摘要混凝土樓板與蜂窩梁形成的組合結(jié)構(gòu)可兼具蜂窩梁和組合梁的優(yōu)點，是目前工程中應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。目前國內(nèi)外對蜂窩梁及其組合梁進行了較多的試驗研究和理論

2、分析，但是這些研究基本集中在靜力荷載作用下，對地震作用下蜂窩梁及其組合梁的力學(xué)性能研究較少，這在一定程度上限制了蜂窩梁構(gòu)件的應(yīng)用。蜂窩梁由于開孔造成腹板位置局部削弱，與普通型鋼梁相比蜂窩梁具有新的破壞形式，孔間腹板局部屈曲就是其中常見的一種形式。腹板屈曲會導(dǎo)致構(gòu)件變形急劇增長，使構(gòu)件在達到其塑性極限承載能力前發(fā)生破壞，影響材料性能的充分發(fā)揮。在地震荷載作用下，蜂窩梁的受力情況更加復(fù)雜。為了研究地震荷載作用下蜂窩梁及其組合梁的滯回性能、局部穩(wěn)定情況，以及局部屈曲對蜂窩梁及其組合梁滯回性能的影響規(guī)律，本文通過試驗研究、理論分析以及有限元模擬相

3、結(jié)合的方法對蜂窩梁及蜂窩組合梁的滯回性能進行了分析研究。主要內(nèi)容包括：對3根不同腹板高厚比的蜂窩梁試件進行擬靜力試驗研究，觀察、比較蜂窩梁的破壞形態(tài)，研究蜂窩梁的破壞機理和滯回性能。研究結(jié)果表明腹板高厚比較大的蜂窩梁破壞方式為孔間腹板局部屈曲，屈曲會導(dǎo)致試件變形急劇增加，造成試件承載力下降而破壞，滯回性能會迅速變差。腹板高厚比越大，這一現(xiàn)象就越明顯。以試驗為基礎(chǔ)，建立ABAQUS建模分析，驗證有限元模型的合理性與正確性。然后通過有限元軟件研究腹板高厚比變化和開孔率變化對蜂窩梁腹板局部穩(wěn)定性、破壞形態(tài)和滯回性能的影響規(guī)律，分析包括延性性能、

4、吸能耗能性能、剛度退化、強度衰減和塑性變形的變化規(guī)律；分析考慮樓板組合效應(yīng)的蜂窩組合梁在不同腹板高厚比和開孔率下的局部穩(wěn)定性、破壞形態(tài)和滯回性能。研究結(jié)果表明，腹板高厚比較大的蜂窩梁和開孔率較小的蜂窩梁容易發(fā)生腹板局部屈曲破壞，通過比較不同參數(shù)下蜂窩梁的抗震性能指標(biāo)，為保證蜂窩梁具備良好的滯回性能，建議蜂窩梁的腹板高厚比應(yīng)控制在70以下，開孔率在60%左右為宜?？紤]樓板組合效應(yīng)的蜂窩組合梁的承載能力和剛度較相同參數(shù)下的蜂窩梁均有明顯的提升，延性、耗能能力等也有不同程度的提升?；炷翗前宀⒉荒苡行У淖柚沟椭芡鶑?fù)荷載作用下蜂窩梁腹板局部屈曲現(xiàn)

5、象的出現(xiàn)，而且蜂窩梁的腹板高厚比限值和開孔率限值同樣適用于蜂窩組合梁。本文給出了蜂窩梁和蜂窩組合梁的相關(guān)設(shè)計建議，為這類結(jié)構(gòu)形式的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：蜂窩梁；樓板效應(yīng)；滯回性能；局部屈曲；試驗研究II摘要碩士研究生學(xué)位論文碩士研究生學(xué)位論文AbstractIIIAbstractThecompositestructureofconcreteslabandcellularbeamcancombinetheadvantagesofcellularbeamandcompositebeamatthesametime,whichisak

6、indofstructuralformwidelyusedinengineeringpractice.Atpresent,cellularbeamanditscompositebeamshavebeenmadeacomprehensiveexperimentalresearchandtheoreticalanalysisathomeandabroad.However,theseresearchesmainlyfocusonthestaticload,andthemechanicalpropertiesofcellularbeamandit

7、scompositebeamsunderdynamicloadingareless,Whichlimitstheapplicationofcellularbeamcomponents.Thecellularbeamisweakenedduetotheopeningoftheweb,andthecellularbeamhasanewfailuremodecomparedwiththeordinarysteelbeam.Thelocalbucklingofthewebisoneofthecommonforms.Bucklingwilllead

8、totherapidgrowthofthedeformationofthemember,andthefailureofthecomponentbeforereachingitsplasticu