钢板-混凝土组合悬臂梁拟静力试验研究-防灾减灾工程及防护工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: T U398.9 : 624 Dissertation for the Master Degree in Engineering THE QUASI-STATIC EXPERIMENTAL RESEARCH OF STEELPLATE-CONCRETE COMPOSITE CENTILEVER BEAM Candidate： Lu Bing Supervisor： Prof. Xie Lili Vice Supervisor: Prof. Zhai Changhai Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Disaster Prevention and Mitigation Engineering and Protection Engineering Affiliation： School of Civil Engineering Date of Defence： July, 2014 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 近年来在核电站安全壳，海底隧道，油气储藏罐等结构中广泛应用了钢板夹 芯混凝土（SC）组合结构。美国西屋公司在 AP1000 核电站安全壳的设计中采用 了这种新型组合结构，与传统的预应力混凝土核电站安全壳相比，SC 组合结构安 全壳，能有效提高核电站安全壳的抗冲击性能和抗震能力，并加快安全壳的施工 进度，降低建造成本。然而国内外对 SC 组合结构抗震性能研究很少，核电站安全 壳在地震作用下，受力又非常复杂，因此从 SC 组合结构截面的抗震性能入手，进 而对安全壳的抗震性能进行研究。本文通过拟静力试验，对 SC 组合结构悬臂梁的 抗震性能进行研究分析，并应用 ABAQUS 有限元软件建立了组合悬臂梁模型，进 行参数分析，主要包括以下内容： （1）进行 SC 组合结构悬臂梁构件的拟静力试验，研究 SC 组合结构悬臂梁 的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线，以及钢板、混凝土和 Cross Tie 的应力分布规 律和界面滑移规律，同时对组合结构悬臂梁试件的抗震性能进行分析，包括变形 恢复能力、耗能能力、有效刚度和等效粘滞阻尼系数等。 （2）基于钢-混凝土组合结构中栓钉抗剪承载力力学性能的试验研究，结合 SC 组合结构试验中界面滑移量，钢板以及 Cross Tie 应力变化规律，研究 SC 组合 结构中的 Cross Tie 在界面处的抗剪滑移力学性能，提出 Cross Tie 的极限抗剪承载 力以及抗剪承载力设计值计算公式，并建立了 Cross Tie 界面抗剪承载力-滑移位移 的关系模型。 （3）应用 ABAQUS 有限元软件建立 SC 组合结构悬臂梁构件的有限元模型， 结合试验结果进行对比，验证了有限元模型的合理性，特别是 Cross Tie 在界面处 的抗剪承载力-滑移位移模型得到有效的验证。同时进行 SC 组合结构有限元模型 参数分析，研究钢板强度以及 Cross Tie 强度对悬臂梁试件静力性能的影响。 关键词：SC 组合结构；拟静力试验；抗震性能；抗剪承载力；有限元模型 -I- Abstract In recent years, the steel-sandwich-concrete (SC) composite structures are widely used in nuclear containment building, submarine tunnels, oil storage tanks and other structures. Westinghouse Company adopted SC composite structure in the AP1000 nuclear containment building. Compared with conventional prestressed concrete structures, SC composite module can effectively improve the impact resistance and seismic capacity of nuclear containment building, and accelerate the construction progress of the containment, thus reduce the construction costs. However, t