基于Gjelsvik位移模式與修正的翹曲位移函數(shù),建立一個(gè)能同時(shí)考慮界面滑移和剪力滯效應(yīng)的鋼-UHPC組合梁模型,研究以矮肋板作為橋面體系的新型組合梁剪力滯效應(yīng)。利用最小勢(shì)能原理,得出簡(jiǎn)支組合梁在均布荷載和集中荷載下的解析解,并將解析解與試驗(yàn)值和ANSYS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證解析解的適用性和準(zhǔn)確性。比較矮肋板與矩形板橋面體系組合梁剪力滯效應(yīng)的差異,發(fā)現(xiàn)相同荷載工況下,矮肋板有效寬度系數(shù)比矩形板減少了近17%,說明矮肋板橋面體系組合梁剪力滯效應(yīng)更明顯。對(duì)組合梁剪力滯效應(yīng)影響因素進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)矮肋板橋面體系組合梁剪力滯效應(yīng)除與寬跨比、荷載類型、荷載作用位置有關(guān)外,還與剪力連接件的剪切剛度、UHPC翼緣板參數(shù)取值等因素有關(guān)。研究結(jié)果還表明:適當(dāng)減小寬跨比、剪力連接件的剪切剛度都可降低矮肋板橋面體系組合梁剪力滯效應(yīng)。 

【文章來源】：鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019,16(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

鋼-UHPC組合梁剪力滯分析模型Fig.1Shearlageffectmodelofsteel-UHPCcompositebeam

UHPC板與鋼梁滑移時(shí)，兩者保持均勻變形，且滑移量與栓釘所承擔(dān)的剪力是線性關(guān)系。1.2鋼-UHPC組合梁模型分析鋼梁和UHPC板均視為各向同性彈性體，根據(jù)鐵木辛柯彈性理論，鋼-UHPC組合梁截面上任意一點(diǎn)的縱向位移u(x,y,z)由組合梁縱向位移u0，鋼梁和UHPC板之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角引起的界面滑移u1，UHPC板與鋼梁豎向變形引起的縱向位移u2，剪力滯效應(yīng)引起的縱向位移u34部分組成。若在荷載作用下，UHPC板與鋼梁之間相對(duì)轉(zhuǎn)角為、組合梁豎向變形為w。則由圖2可知，鋼-UHPC組合梁上任一點(diǎn)的縱向位移可表示為：0(,,)()()()cucuxyzuhzzwfxy(1)0(,,)()()()sLsuxyzuhzzwfxy(2)式中：uc和us分別表示UHPC板和鋼梁上任一點(diǎn)的縱向位移；hu和hL分別表示UHPC板、鋼梁中性軸到組合梁換算截面中和軸的距離；zc表示UHPC板形心處的z軸坐標(biāo)值；zs表示鋼梁形心處的z軸坐標(biāo)值；f(x)表示翹曲位移函數(shù)沿組合梁縱向的強(qiáng)度函數(shù)；φ(y)表示組合梁翼板的剪力滯翹曲位移函數(shù)。翼板剪力滯翹曲位移函數(shù)基本形式有2次、3次、4次拋物線、余弦函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等。分別對(duì)拋物線函數(shù)(2，3，4次)、余弦函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和懸鏈線函數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)計(jì)算結(jié)果及文獻(xiàn)[12]得出余弦函數(shù)比其余函數(shù)更適合矮肋板橋面體系組合梁，文獻(xiàn)[13]同時(shí)引入能反應(yīng)懸臂板寬度、位置及邊界約束特性的修正系數(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)[14]理論研究，由于本文組合梁截面不屬于雙軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，僅關(guān)于Z軸對(duì)稱。所以UHPC翼緣板中的剪力滯翹

第12期朱平，等：鋼-UHPC組合梁剪力滯效應(yīng)研究3015接，三者共同受力而形成組合梁結(jié)構(gòu)。圖1鋼-UHPC組合梁剪力滯分析模型Fig.1Shearlageffectmodelofsteel-UHPCcompositebeam圖2鋼-UHPC組合梁位移模式分析Fig.2Schemeofdisplacementforsteel-UHPCcompositebeam圖3鋼-UHPC組合梁橫斷面Fig.3Sectionviewofsteel-UHPCcompositebeam1.1基本假定鋼-UHPC組合梁在以下推導(dǎo)分析中，滿足如下基本假定：1)假定UHPC翼緣板和鋼材均為理想彈性材料，忽略UHPC翼緣板中普通鋼筋、端橫梁和橫隔板對(duì)組合梁的作用。2)假定UHPC板與鋼梁兩者撓曲位移相等，忽略兩者之間在z方向的相對(duì)位移。3)UHPC翼緣板只考慮x方向的正應(yīng)變和剪應(yīng)變，翼緣板平面外的剪切變形γxz與γyz及橫向應(yīng)變?chǔ)舮均很小，忽略不計(jì)；鋼梁只考慮x方向正應(yīng)變，鋼梁自身的剪切應(yīng)變忽略不計(jì)。4)假定UHPC板與鋼梁滑移時(shí)，兩者保持均勻變形，且滑移量與栓釘所承擔(dān)的剪力是線性關(guān)系。1.2鋼-UHPC組合梁模型分析鋼梁和UHPC板均視為各向同性彈性體，根據(jù)鐵木辛柯彈性理論，鋼-UHPC組合梁截面上任意一點(diǎn)的縱向位移u(x,y,z)由組合梁縱向位移u0，鋼梁和UHPC板之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角引起的界面滑移u1，UHPC板與鋼梁豎向變形引起的縱向位移u2，剪力滯效應(yīng)引起的縱向位移u34部分組成。若在荷載作用下，UHPC板與鋼梁之間相對(duì)轉(zhuǎn)角為、組合梁豎向變形為w。則由圖2可知，鋼-UHPC組合梁上任一點(diǎn)的縱向位移可表示為：0(,,)()()()cucuxyzuhzzwfxy(1)0(,,)()()()sLsuxyzu

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鋼—混凝土組合梁斜拉橋病害及其影響分析[D]. 李輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3359850