型鋼高強(qiáng)高性能混凝土梁的基本性能及設(shè)計(jì)計(jì)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(jìn)步，其優(yōu)越的受力性能、良好的經(jīng)濟(jì)效益逐漸被人們認(rèn)識(shí)和發(fā)掘，但目前由于對(duì)其相關(guān)研究和認(rèn)識(shí)仍存在不足，許多方面還需要進(jìn)一步深入分析。只有不斷深化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，結(jié)合材料和工藝的改進(jìn)不斷完善結(jié)構(gòu)自身形式，才能促進(jìn)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)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(qiáng)高性能混凝土梁的基本性能及設(shè)計(jì)計(jì)算理論，本文主要完成了以下研究?jī)?nèi)容:
　　 (1)

2、從型鋼高強(qiáng)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(duì)組合構(gòu)件性能的影響，著重探討了高強(qiáng)高性能混凝土材料的相關(guān)問(wèn)題，包括高強(qiáng)高性能混凝土的配制目標(biāo)和技術(shù)路線、材料的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(qiáng)度等級(jí)為C70-C100的高強(qiáng)高性能混凝土的配制方法和配合比，分析了高強(qiáng)高性能混凝土的相關(guān)性能，推導(dǎo)和建立了混凝土材料的損傷本構(gòu)關(guān)系。
　　 (2

3、)結(jié)合型鋼混凝土粘結(jié)滑移試驗(yàn)研究，探討了型鋼與混凝土粘結(jié)作用機(jī)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(guò)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?；谛弯摶炷琳辰Y(jié)損傷模型，推導(dǎo)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(guò)型鋼高強(qiáng)高性能混凝土梁的靜力試驗(yàn)，研究了不同影響因素(如:混凝土強(qiáng)度等級(jí)、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(duì)型鋼高強(qiáng)高性能混凝土梁

4、構(gòu)件破壞機(jī)理和受力性能的影響:分析了型鋼高強(qiáng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文試驗(yàn)研究，對(duì)型鋼高強(qiáng)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(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，建立了考慮型鋼與混凝土剪切面性能的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，同時(shí)給出型鋼高強(qiáng)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(duì)構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)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(yàn)研究和理論分析，對(duì)型鋼混凝土梁構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)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(yàn)方法的創(chuàng)新，建立了型鋼高強(qiáng)高性能混凝土梁構(gòu)件的系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法，研究涉及構(gòu)件組成材料選擇、材料間相互作用機(jī)理、相關(guān)承載力的計(jì)算、非線性分析以及構(gòu)件優(yōu)化等問(wèn)題，對(duì)每一環(huán)節(jié)涉及的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)分