鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定承載力計(jì)算方法與可靠度分析
發(fā)布時(shí)間:2021-02-03 05:30
隨著鋼管混凝土拱橋跨度增加,穩(wěn)定問題日益突出,F(xiàn)有鋼管混凝土拱穩(wěn)定承載力計(jì)算公式多為擬合形式,物理意義不明,適用范圍受限于用于擬合公式的有限元分析參數(shù)范圍。此外,為確保使用所提公式能達(dá)到規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的要求,需采用可靠度的方法對(duì)工程參數(shù)范圍內(nèi)的鋼管混凝土拱穩(wěn)定承載力的安全系數(shù)進(jìn)行評(píng)定,但相關(guān)研究工作尚不系統(tǒng)。為此,本文以沿跨度方向均布荷載作用下的單圓管鋼管混凝土拋物線形無鉸拱為研究對(duì)象,進(jìn)行了以下研究工作:(1)基于等效梁柱法,在確定了拱的有效計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)與采用1/4跨處截面內(nèi)力作為拱肋軸力代表值的合理性的基礎(chǔ)上,通過修正Perry公式中等效缺陷因子的方法來考慮有效拱段與等效柱沿長(zhǎng)度方向軸力分布的差異,其中等效缺陷因子的公式基于課題組前期有限元分析結(jié)果回歸得到,最終提出了鋼管混凝土拱平面內(nèi)和出平面穩(wěn)定承載力計(jì)算公式,與有限元分析結(jié)果吻合良好。(2)鑒于混凝土?xí)r效作用所引起的拱肋屈曲前變形對(duì)穩(wěn)定承載力影響的核心因素為增加了構(gòu)件的二階效應(yīng),基于初彎曲構(gòu)件穩(wěn)定理論推導(dǎo)得到了鋼管混凝土拱穩(wěn)定承載力Perry公式中等效缺陷因子的徐變放大系數(shù),提出了考慮徐變影響的鋼管混凝土拱平面內(nèi)與出平面穩(wěn)定承...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究意義
1.2 課題研究現(xiàn)狀
1.2.1 鋼管混凝土拱穩(wěn)定公式研究現(xiàn)狀
1.2.2 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定公式研究現(xiàn)狀
1.2.3 鋼管混凝土拱可靠度分析研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 鋼管混凝土拱穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.1 引言
2.2 有限元模型介紹
2.2.1 單元類型與網(wǎng)格劃分
2.2.2 材料本構(gòu)
2.2.3 初始缺陷
2.2.4 分析方法
2.2.5 模型驗(yàn)證
2.3 鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.3.1 平面內(nèi)穩(wěn)定等效梁柱法
2.3.2 考慮幾何非線性與材料非線性的等效梁柱法
2.3.3 平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.4 鋼管混凝土拱出平面穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.4.1 出平面穩(wěn)定等效梁柱法
2.4.2 出平面穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.5 本章小結(jié)
第3章 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
3.1 引言
3.2 有限元模型介紹
3.2.1 加載過程
3.2.2 材料本構(gòu)
3.2.3 分析方法
3.2.4 模型驗(yàn)證
3.3 鋼管混凝土徐變穩(wěn)定計(jì)算公式
3.4 本章小結(jié)
第4章 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定承載力概率模型分析
4.1 引言
4.2 基本隨機(jī)變量的概率模型
4.2.1 混凝土強(qiáng)度
4.2.2 鋼材強(qiáng)度
4.2.3 混凝土彈性模量
4.2.4 鋼材彈性模量
4.2.5 幾何尺寸
4.2.6 混凝土徐變模型的不確定性
4.2.7 平面內(nèi)徐變穩(wěn)定公式的不確定性
4.2.8 出平面徐變穩(wěn)定公式的不確定性
4.3 考慮相關(guān)性的蒙特卡羅模擬原理
4.3.1 不確定性傳遞分析
4.3.2 拉丁超立方體抽樣
4.3.3 基于Nataf變換考慮基本隨機(jī)變量相關(guān)性的蒙特卡羅模擬
4.4 概率模型與靈敏度分析
4.4.1 考慮基本隨機(jī)變量相關(guān)性的承載力概率模型分析
4.4.2 靈敏度分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 可靠度分析與安全系數(shù)評(píng)定
5.1 引言
5.2 一次可靠度方法(FORM)基本原理
5.3 極限狀態(tài)表達(dá)式和目標(biāo)可靠指標(biāo)
5.3.1 極限狀態(tài)函數(shù)
5.3.2 目標(biāo)可靠指標(biāo)
5.4 平面內(nèi)徐變穩(wěn)定承載力可靠度分析及抗力分項(xiàng)系數(shù)
5.4.1 可靠度分析
5.4.2 抗力分項(xiàng)系數(shù)評(píng)定
5.5 出平面徐變穩(wěn)定承載力可靠度分析及抗力分項(xiàng)系數(shù)
5.5.1 可靠度分析
5.5.2 抗力分項(xiàng)系數(shù)評(píng)定
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮徐變非線性的鋼管混凝土柱徐變穩(wěn)定承載力計(jì)算方法[J]. 肖思柯,耿悅,劉昌永,王玉銀. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]大長(zhǎng)細(xì)比拋物線形鋼管混凝土無鉸拱平面內(nèi)穩(wěn)定性能研究[J]. 殷海棠,耿悅,陽環(huán)宇,王玉銀. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(S1)
[3]我國(guó)鋼管混凝土拱橋應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 陳寶春,韋建剛,周俊,劉君平. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]拋物線形鋼管混凝土無鉸拱出平面穩(wěn)定性能研究[J]. 耿悅,周昌杰,王玉銀,張素梅. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[5]鋼管混凝土圓弧桁架拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定分析[J]. 董寧娟,劉超,趙洪金. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]基于有限元可靠度反分析的鋼管混凝土拱穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法[J]. 蔣偉,呂大剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]混凝土兩鉸圓弧拱的面內(nèi)徐變穩(wěn)定性[J]. 蔣偉,呂大剛. 工程力學(xué). 2012(S2)
[8]327座鋼管混凝土拱橋的統(tǒng)計(jì)分析[J]. 陳寶春,劉福忠,韋建剛. 中外公路. 2011(03)
[9]鉸接鋼管混凝土圓弧拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定[J]. 王玉銀,劉昌永,張素梅. 工程力學(xué). 2011(03)
[10]鋼管混凝土拱橋可靠度分析[J]. 康海貴,張晶,余大勝. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
博士論文
[1]鋼管混凝土拱施工階段抗風(fēng)性能與成橋階段穩(wěn)定性能研究[D]. 吳欣榮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鋼管混凝土拱肋穩(wěn)定性的可靠度分析與安全系數(shù)評(píng)定[D]. 蔣偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]鋼管混凝土實(shí)肋拱面外穩(wěn)定性能研究[D]. 李曉輝.福州大學(xué) 2011
碩士論文
[1]鋼管混凝土拋物線拱平面外穩(wěn)定性能研究[D]. 梁勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]大長(zhǎng)細(xì)比鋼管混凝土拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定性能分析[D]. 陽環(huán)宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材材料設(shè)計(jì)指標(biāo)研究[D]. 朱希.清華大學(xué) 2015
[4]鋼管混凝土拋物線拱平面內(nèi)穩(wěn)定性能研究[D]. 李曉倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3015981
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究意義
1.2 課題研究現(xiàn)狀
1.2.1 鋼管混凝土拱穩(wěn)定公式研究現(xiàn)狀
1.2.2 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定公式研究現(xiàn)狀
1.2.3 鋼管混凝土拱可靠度分析研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 鋼管混凝土拱穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.1 引言
2.2 有限元模型介紹
2.2.1 單元類型與網(wǎng)格劃分
2.2.2 材料本構(gòu)
2.2.3 初始缺陷
2.2.4 分析方法
2.2.5 模型驗(yàn)證
2.3 鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.3.1 平面內(nèi)穩(wěn)定等效梁柱法
2.3.2 考慮幾何非線性與材料非線性的等效梁柱法
2.3.3 平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.4 鋼管混凝土拱出平面穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.4.1 出平面穩(wěn)定等效梁柱法
2.4.2 出平面穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
2.5 本章小結(jié)
第3章 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定承載力計(jì)算公式
3.1 引言
3.2 有限元模型介紹
3.2.1 加載過程
3.2.2 材料本構(gòu)
3.2.3 分析方法
3.2.4 模型驗(yàn)證
3.3 鋼管混凝土徐變穩(wěn)定計(jì)算公式
3.4 本章小結(jié)
第4章 鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定承載力概率模型分析
4.1 引言
4.2 基本隨機(jī)變量的概率模型
4.2.1 混凝土強(qiáng)度
4.2.2 鋼材強(qiáng)度
4.2.3 混凝土彈性模量
4.2.4 鋼材彈性模量
4.2.5 幾何尺寸
4.2.6 混凝土徐變模型的不確定性
4.2.7 平面內(nèi)徐變穩(wěn)定公式的不確定性
4.2.8 出平面徐變穩(wěn)定公式的不確定性
4.3 考慮相關(guān)性的蒙特卡羅模擬原理
4.3.1 不確定性傳遞分析
4.3.2 拉丁超立方體抽樣
4.3.3 基于Nataf變換考慮基本隨機(jī)變量相關(guān)性的蒙特卡羅模擬
4.4 概率模型與靈敏度分析
4.4.1 考慮基本隨機(jī)變量相關(guān)性的承載力概率模型分析
4.4.2 靈敏度分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 可靠度分析與安全系數(shù)評(píng)定
5.1 引言
5.2 一次可靠度方法(FORM)基本原理
5.3 極限狀態(tài)表達(dá)式和目標(biāo)可靠指標(biāo)
5.3.1 極限狀態(tài)函數(shù)
5.3.2 目標(biāo)可靠指標(biāo)
5.4 平面內(nèi)徐變穩(wěn)定承載力可靠度分析及抗力分項(xiàng)系數(shù)
5.4.1 可靠度分析
5.4.2 抗力分項(xiàng)系數(shù)評(píng)定
5.5 出平面徐變穩(wěn)定承載力可靠度分析及抗力分項(xiàng)系數(shù)
5.5.1 可靠度分析
5.5.2 抗力分項(xiàng)系數(shù)評(píng)定
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮徐變非線性的鋼管混凝土柱徐變穩(wěn)定承載力計(jì)算方法[J]. 肖思柯,耿悅,劉昌永,王玉銀. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]大長(zhǎng)細(xì)比拋物線形鋼管混凝土無鉸拱平面內(nèi)穩(wěn)定性能研究[J]. 殷海棠,耿悅,陽環(huán)宇,王玉銀. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(S1)
[3]我國(guó)鋼管混凝土拱橋應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 陳寶春,韋建剛,周俊,劉君平. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]拋物線形鋼管混凝土無鉸拱出平面穩(wěn)定性能研究[J]. 耿悅,周昌杰,王玉銀,張素梅. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[5]鋼管混凝土圓弧桁架拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定分析[J]. 董寧娟,劉超,趙洪金. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]基于有限元可靠度反分析的鋼管混凝土拱穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法[J]. 蔣偉,呂大剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]混凝土兩鉸圓弧拱的面內(nèi)徐變穩(wěn)定性[J]. 蔣偉,呂大剛. 工程力學(xué). 2012(S2)
[8]327座鋼管混凝土拱橋的統(tǒng)計(jì)分析[J]. 陳寶春,劉福忠,韋建剛. 中外公路. 2011(03)
[9]鉸接鋼管混凝土圓弧拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定[J]. 王玉銀,劉昌永,張素梅. 工程力學(xué). 2011(03)
[10]鋼管混凝土拱橋可靠度分析[J]. 康海貴,張晶,余大勝. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
博士論文
[1]鋼管混凝土拱施工階段抗風(fēng)性能與成橋階段穩(wěn)定性能研究[D]. 吳欣榮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鋼管混凝土拱肋穩(wěn)定性的可靠度分析與安全系數(shù)評(píng)定[D]. 蔣偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]鋼管混凝土實(shí)肋拱面外穩(wěn)定性能研究[D]. 李曉輝.福州大學(xué) 2011
碩士論文
[1]鋼管混凝土拋物線拱平面外穩(wěn)定性能研究[D]. 梁勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]大長(zhǎng)細(xì)比鋼管混凝土拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定性能分析[D]. 陽環(huán)宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材材料設(shè)計(jì)指標(biāo)研究[D]. 朱希.清華大學(xué) 2015
[4]鋼管混凝土拋物線拱平面內(nèi)穩(wěn)定性能研究[D]. 李曉倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3015981
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