带槽钢连接件橡胶集料混凝土与钢组合梁疲劳性能研究 结构工程专业论文.docx

带槽钢连接件橡胶集料混凝土与钢组合梁 疲劳性能研究 Fatigue Behavior Analysis of The Steel-Crumb Rubber Concrete Composite Beam with Channel Shear Connectors 天津市自然科学基金项目（11JCZDJC24000） 学科专业：结构工程 研 究 生：叶友君 指导教师：韩庆华 教授 天津大学建筑工程学院 二零一二年十二月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权 天津大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要 钢-混凝土组合梁是由钢梁、钢筋混凝土板和抗剪连接件组成的，是一种经济 合理的承重构件。橡胶集料混凝土是一种新型混凝土，具有变形性能优越，抗裂 性强，有明显的能量吸收功能，耐磨性好，韧性高，振动噪声小等优点。将这两 者结合起来的橡胶集料混凝土与钢组合梁的疲劳性能需要进一步的研究。到目 前，国内外对组合梁及其剪力连接件的疲劳性能研究工作主要集中在试验层面， 还缺乏系统的理论分析及数值模拟。 本文利用 ANSYS 对带槽钢连接件的橡胶混凝土组合梁进行了数值模拟，对 使用四种不同橡胶掺量混凝土（分别为普通混凝土，掺量分别是 5%、10%、15% 的橡胶集料混凝土）的组合梁进行了非线性分析以及疲劳性能方面的分析，并研 究了疲劳荷载下限、混凝土板配筋率以及槽钢强度等因素对组合梁疲劳寿命的影 响。 研究表明，5%和 10%橡胶掺量的橡胶混凝土组合梁的极限承载力和疲劳寿 命与普通混凝土组合梁相比略低，这可能是由于文中使用的橡胶混凝土数据是橡 胶集料代替了部分骨料所造成的。而橡胶混凝土组合梁相比于普通混凝土组合 梁，延性得到了提升，吸收能量的能力增强。另外，本文还发现槽钢强度对组合 梁疲劳寿命影响较大，疲劳荷载下限和混凝土板配筋率对组合梁寿命有一定的影 响。 关键词： 组合梁 橡胶集料混凝土 槽钢连接件 疲劳寿命 数值模拟 ABSTRACT The composite beams, which are composed of steel beams, reinforced concrete slabs and shear connectors, are economical and reasonable supporting members. The crumb rubber concrete is a new type of concrete which possesses well deformation, strong cracking resistance, high absorption of energy, well abrasion resistance, high toughness and low vibration noise. The fatigue behavior of the steel-crumb rubber concrete composite beams needs to be researched. Till now, the research work of composite beams and shear connectors just focus on experiments, and lack of theoretical analysis and numerical simulation. The steel-crumb rubber concrete composite beams are simulated with ANSYS in this paper. Double non-linearity and fatigue behavior of steel-crumb rubber concrete composite beams with different proportion of crumb rubber