冷弯薄壁钢-重组竹箱型组合梁抗弯性能研究

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随着国家生态文明建设理念的深入,绿色建筑也越发受到人们关注,钢-竹组合结构体系也是这一时期研发的。本文所提出的冷弯薄壁型钢-重组竹箱型组合梁是将两根薄壁槽钢对口放置作为基本箱型骨架,再通过环氧树脂胶将4块重组竹人造板分别粘结在骨架腹板与上、下翼缘处,使之协同工作的一种组合结构。目前仅在国内有学者对此类新型组合结构进行相关力学性能研究,因而并未制定行业规范,本文所做研究是对钢-竹组合结构体系的补充。  本文拟研究冷弯薄壁型钢-重组竹箱型组合梁的极限抗弯承载力与破坏方式,利用有限元软件建立了6根钢-竹组合梁模型,并考虑了模型的初始缺陷对组合梁的影响;基于此前研究人员所做薄壁钢-竹胶板组合梁试验数据验证了本文模型与研究方法的正确性。通过对模型施加对称集中荷载得到组合梁跨中极限弯矩与挠度,对比极限弯矩值与抗弯承载力理论值发现二者误差过大,遂对重组竹强度折减系数进行修正以此优化理论公式。  以梁跨度、重组竹厚度、冷弯薄壁型钢高度以及厚度、内骨架跨高比与高厚比等因素建立组合梁有限元模型,通过仿真模拟研究不同因素对抗弯承载力的影响,并提出了相应的单一变量建议公式,将各因素模拟所得组合梁抗弯承载力与已优化公式计算所得理论值作比较,结果发现二者误差较小,证明了所优化公式的正确性与适用性。使用正交分析得到组合梁最优参数组合因素,并以此为基础估算了冷弯薄壁型钢-重组竹箱型组合梁的抗弯承载力。研究结果表明:本文所研究组合梁具有较好力学性能以及整体性,可作为受力构件应用于建筑结构之中。
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