本文關(guān)鍵詞：波形鋼腹板組合箱梁腹板受力分析與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波形鋼腹板混凝土組合箱梁是將較厚的混凝土腹板用波形鋼腹板取代,從而形成一種受力更加合理的箱梁。因波形鋼腹板組合箱梁腹板的手風(fēng)琴效應(yīng),使腹板縱向剛度減小,以致腹板縱向應(yīng)力很小。本文采取理論、有限元和試驗相結(jié)合的方法,深入系統(tǒng)地研究了波形鋼腹板箱梁腹板的縱向等效剛度和縱向受力情況,并與箱梁上下緣混凝土縱向應(yīng)力對比分析,主要工作和研究成果如下:(1)首先對波形鋼腹板基于單位力法,理論推導(dǎo)波形鋼腹板縱向等效剛度的計算公式,從而分析國內(nèi)外幾座波形鋼腹板梁橋腹板的縱向等效剛度之比,結(jié)果表明波形鋼腹板縱向剛度遠(yuǎn)小于等截面直鋼腹板的縱向剛度,使得很大程度提高了預(yù)應(yīng)力的作用效率,減少體外預(yù)應(yīng)力束的布置。(2)在不考慮頂?shù)装寤炷两Y(jié)構(gòu)與鋼腹板的相對滑移的基礎(chǔ)上,利用等效剛度計算時腹板的受力分析,將波形鋼腹板分解為直腹板段和斜腹板段的矩形長薄板,并賦予適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件,基于矩形薄板彎曲理論和矩形薄板作用集中力的圣維南原理,利用三角級數(shù)計算方法,推導(dǎo)出波形鋼腹板縱向受力公式。(3)根據(jù)鋼腹板縱向受力計算公式計算模型的腹板受力情況,結(jié)合有限元Ansys建立相應(yīng)的有限元模型進(jìn)行對比分析;結(jié)果表明:首先當(dāng)腹板兩端單獨(dú)作用相等集中力時,兩端縱向應(yīng)力最大(縱向應(yīng)力與翼緣混凝土縱向應(yīng)力之比約等于彼此彈性模量比),其最大應(yīng)力很快衰減到最小并趨向于0;其次當(dāng)腹板兩邊作用均布彎矩時,在腹板寬度方向的中部(x=0),直腹板表面彎曲應(yīng)力沿腹板高度先增大后減小,在腹板高度1/4處趨于穩(wěn)定,由于斜腹板在寬度方向的中部彎矩作用應(yīng)力為0,則只表現(xiàn)出腹板兩端作用集中的縱向應(yīng)力。最后由于有限元計算結(jié)果與理論推導(dǎo)吻合良好,應(yīng)用有限元分析波形鋼腹板變參數(shù)對直腹板縱向彎曲應(yīng)力的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),直腹板中部最大彎曲應(yīng)力隨腹板厚度增加呈線性增加,而隨直腹板寬度和波高增加而呈曲線減小。(4)根據(jù)試驗梁所測數(shù)據(jù)與相應(yīng)有限元模型和理論計算結(jié)果對比分析,進(jìn)一步驗證波形鋼腹板理論推導(dǎo)的準(zhǔn)確性和實用性。首先計算試驗梁腹板的等效剛度,其縱向等效剛度大于一般實例中波形鋼腹板箱梁的縱向等效剛度;其次對比分析腹板縱向應(yīng)力,結(jié)果顯示三者對比吻合良好,并且腹板中部最大彎曲壓應(yīng)力接近上下緣混凝土縱向應(yīng)力值,可見腹板表面縱向應(yīng)力并不是小的可以忽略不計,這為波形鋼腹板箱梁腹板設(shè)計提供了理論計算基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：波形鋼腹板 箱梁 有限元分析 等效剛度 縱向應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441;U448.216
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 波形鋼腹板組合箱梁的發(fā)展歷程10-13
• 1.2 波形鋼腹板組合箱梁的結(jié)構(gòu)特點13-15
• 1.3 波形鋼腹板組合箱梁腹板力學(xué)性能的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的主要研究工作16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 波形鋼腹板組合箱梁腹板力學(xué)性能研究的基本理論18-44
• 2.1 概述18
• 2.2 波形鋼腹板箱梁腹板等效剛度的計算18-20
• 2.3 矩形薄板的受力分析20-33
• 2.3.1 基本假設(shè)21-22
• 2.3.2 彈性薄板微分方程22-23
• 2.3.3 薄板上內(nèi)力及應(yīng)力23-26
• 2.3.4 邊界條件26-27
• 2.3.5 矩形薄板的萊維解法27-28
• 2.3.6 對邊作用彎矩的矩形薄板28-33
• 2.4 矩形薄板作用集中力的圣維南原理33-39
• 2.4.1 用三角級數(shù)解薄板局部應(yīng)力問題33-35
• 2.4.2 矩形薄板局部作用均布荷載35-39
• 2.4.3 矩形薄板兩端作用集中平衡力系39
• 2.5 波形鋼腹板組合箱梁腹板受力分析39-42
• 2.5.1 直腹板段受力分析41-42
• 2.5.2 斜腹板段受力分析42
• 2.6 本章小結(jié)42-44
• 3 波形鋼腹板組合箱梁腹板有限元分析44-57
• 3.1 概述44
• 3.2 波形鋼腹板ANSYS有限元模型的建立44-45
• 3.3 有限元計算結(jié)果與理論計算結(jié)果對比分析45-50
• 3.3.1 直腹板段受力分析46-48
• 3.3.2 斜腹板段受力分析48-50
• 3.4 波形鋼腹板形狀尺寸變化對腹板應(yīng)力的影響50-56
• 3.4.1 腹板厚度變化50-52
• 3.4.2 直腹板寬度變化52-54
• 3.4.3 腹板波高變化54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 4 波形鋼腹板組合箱梁腹板受力的試驗研究57-70
• 4.1 概述57
• 4.2 試驗梁的設(shè)計57-58
• 4.2.1 試驗?zāi)康?/span>57
• 4.2.2 試驗設(shè)計的基本思路57-58
• 4.3 試驗梁的制作及測點布置58-63
• 4.3.1 試驗的材料58
• 4.3.2 試驗梁的基本尺寸58-59
• 4.3.3 波形鋼腹板剪力鍵的連接59-60
• 4.3.4 體外預(yù)應(yīng)力筋的布置60-62
• 4.3.5 試驗梁的制作62-63
• 4.4 波形鋼腹板等截面簡支箱梁的試驗測試63-65
• 4.5 波形鋼腹板箱梁腹板受力分析65-69
• 4.5.1 試驗梁腹板等效剛度分析65-66
• 4.5.2 直腹板段受力分析66-68
• 4.5.3 斜腹板段受力分析68-69
• 4.6 試驗研究結(jié)論69-70
• 5 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林夢凱;冀偉;李海蓮;趙海平;李春濤;;波形鋼腹板工字型鋼梁的手風(fēng)琴效應(yīng)研究[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2016年02期

2 宋隨弟;祝兵;陳克堅;向?qū)毶?;不考慮滑移時波形鋼腹板箱梁受力性能研究[J];鐵道工程學(xué)報;2014年06期

3 李明鴻;楊丙文;王毅力;萬水;;波形鋼腹板混凝土組合梁中波形鋼板的設(shè)計方法[J];公路交通科技;2013年06期

4 王圣保;;波形鋼腹板PC組合箱梁抗扭性能試驗[J];建筑結(jié)構(gòu);2012年09期

5 狄謹(jǐn);周緒紅;孔祥福;程德林;張茜;;波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁試驗[J];長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

6 李立峰;劉志才;王芳;;波形鋼腹板PC組合箱梁抗彎承載力的理論與試驗研究[J];工程力學(xué);2009年07期

7 單成林;楊彩紅;;波紋鋼腹板組合箱梁橋腹板幾何參數(shù)優(yōu)化分析[J];公路交通科技;2009年02期

8 侯蘇偉;楊霞林;楊丹丹;;波形鋼腹板PC箱梁縱向剛度分析[J];水利與建筑工程學(xué)報;2008年04期

9 李立峰;劉志才;王芳;;波形鋼腹板組合箱梁彈性階段彎曲理論及模型試驗研究[J];公路交通科技;2008年01期

10 李立峰;王芳;劉志才;;波形鋼腹板組合箱梁加載效率試驗研究[J];公路;2007年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 冀偉;波形鋼腹板組合箱梁橋的力學(xué)性能分析與試驗研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

2 吳文清;波形鋼腹板組合箱梁剪力滯效應(yīng)問題研究[D];東南大學(xué);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李靚姣;波浪形鋼板墻的受力性能及設(shè)計方法研究[D];清華大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：波形鋼腹板組合箱梁腹板受力分析與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：344784