考慮到傳統(tǒng)搖籃架工作過(guò)程中容易發(fā)生破壞的現(xiàn)狀,結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出了一種新型的預(yù)應(yīng)力搖籃架。采用試驗(yàn)測(cè)試與有限元分析的手段,比較預(yù)應(yīng)力搖籃架與傳統(tǒng)搖籃架的優(yōu)劣并分析不同預(yù)應(yīng)力布置形式對(duì)搖籃架受力性能的影響。首先對(duì)三榀搖籃架進(jìn)行了足尺試驗(yàn)研究。其中一榀搖籃架為傳統(tǒng)搖籃架,另外兩榀為不同預(yù)應(yīng)力筋布置形式的搖籃架。通過(guò)破壞試驗(yàn),觀測(cè)了三榀搖籃架的變形、裂縫發(fā)展過(guò)程以及破壞形態(tài),得到了加載過(guò)程中各個(gè)搖籃架的應(yīng)變、撓度、以及屈服荷載、破壞荷載等數(shù)據(jù),試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證有限元方法合理性的依據(jù)。采用有限元分析軟件ANSYS對(duì)三榀搖籃架的變形以及應(yīng)力、應(yīng)變分布進(jìn)行了詳細(xì)的分析。結(jié)果表明,傳統(tǒng)Q235搖籃架的橫梁與伸臂梁交接肋板附近三角區(qū)域是最薄弱環(huán)節(jié),對(duì)于施加了預(yù)應(yīng)力的搖籃架,該三角區(qū)域的內(nèi)力得到了明顯改善,但支座間橫梁部分的內(nèi)力相對(duì)增大。施加了預(yù)應(yīng)力的搖籃架最大位移、應(yīng)力、應(yīng)變均有所降低。此外,利用有限元模型得到了結(jié)構(gòu)最大應(yīng)變點(diǎn)的荷載-應(yīng)變曲線,從而求得搖籃架的屈服荷載。將三榀搖籃架的有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了有限元方法的合理性。最后對(duì)三種不同搖籃架形式在兩種工況下的受力性能進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)搖籃架中的薄弱區(qū)域可以通過(guò)在轉(zhuǎn)角處施加斜向預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行改善,若同時(shí)在橫梁上部施加縱向預(yù)應(yīng)力筋,則可以有效的減少橫梁跨中起拱。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF351
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 搖籃架受力性能研究現(xiàn)狀
    1.3 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
    1.4 預(yù)應(yīng)力搖籃架受力簡(jiǎn)析
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容及方法
2 預(yù)應(yīng)力搖籃架試驗(yàn)研究
    2.1 試驗(yàn)方案
    2.2 搖籃架預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)及加工
    2.3 試驗(yàn)加載步驟
    2.4 試驗(yàn)現(xiàn)象觀測(cè)
    2.5 試驗(yàn)結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
3 預(yù)應(yīng)力搖籃架有限元分析
    3.1 有限元模型單元選擇
    3.2 有限元模型建模思路
    3.3 有限元模型
    3.4 有限元結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 有限元與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
    4.1 Q235傳統(tǒng)搖籃架對(duì)比分析
    4.2 Q235預(yù)應(yīng)力搖籃架對(duì)比分析
    4.3 Q345預(yù)應(yīng)力搖籃架對(duì)比分析
    4.4 算例分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2829410