本文基于Vlasov經(jīng)典開口薄壁梁理論、薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)、Timoshenko梁理論及有限元軟件針對波形鋼腹板鋼-混組合箱梁施工階段開口鋼箱的彎曲扭轉(zhuǎn)性能進行相關(guān)探索,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）以Vlasov經(jīng)典開口薄壁梁理論為基礎(chǔ),參考Timoshenko梁理論分析剪切變形的思路,推導(dǎo)了考慮剪切變形時開口薄壁梁的位移場,得到了開口薄壁梁僅發(fā)生彎曲變形、僅發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時的控制微分方程及其剪切變形修正系數(shù)。（2）將本文提出的考慮剪切變形影響的開口薄壁梁彎曲分析方法運用到波形鋼腹板鋼混組合箱梁施工階段開口鋼箱的彎曲分析中,針對腹板縱向剛度對開口鋼箱彎曲分析的影響,采用兩種方法（考慮腹板縱向剛度和不考慮腹板縱向剛度）對簡支邊界條件下作用均布線荷載的開口鋼箱的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力、撓度進行分析求解,并與ANSYS計算結(jié)果做對比,驗證了擬平截面假定在開口鋼彎曲分析中的適用性及本文分析方法的合理性。（3）在本文提出的考慮剪切變形時開口薄壁梁的約束扭轉(zhuǎn)分析方法的基礎(chǔ)上,參考薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué),推導(dǎo)了考慮開口鋼箱橫隔板效應(yīng)的約束扭轉(zhuǎn)控制微分方程,并對簡支邊界條件下承擔(dān)均布扭矩的開口鋼箱的約束扭轉(zhuǎn)進行了... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁的發(fā)展概述
    1.2 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁的基本特點
        1.2.1 傳統(tǒng)混凝土箱梁的缺點
        1.2.2 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁的優(yōu)點
        1.2.3 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁的缺點
    1.3 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁國內(nèi)外研究動態(tài)
    1.4 開口薄壁梁的力學(xué)特性及國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.4.1 開口薄壁梁的定義
        1.4.2 開口薄壁梁的基本概念
        1.4.3 國內(nèi)外研究動態(tài)
    1.5 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁施工階段簡介
        1.5.1 施工過程
        1.5.2 開口鋼箱的構(gòu)造特點
        1.5.3 開口鋼箱承擔(dān)的荷載及力學(xué)特點
    1.6 本文研究的主要任務(wù)及目的
2 考慮剪切變形時的開口薄壁梁彎扭分析方法
    2.1 基本假定
    2.2 位移場的建立
    2.3 彎曲效應(yīng)分析
        2.3.1 彎曲正應(yīng)力
        2.3.2 彎曲的微分方程
        2.3.3 彎曲剪力流
        2.3.4 彎曲剪切變形的修正
    2.4 約束扭轉(zhuǎn)分析
        2.4.1 翹曲正應(yīng)力及雙力矩
        2.4.2 二次剪力流及二次扭矩
        2.4.3 自由翹曲扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力及自由翹曲扭矩
        2.4.4 約束剪切轉(zhuǎn)角和約束扭轉(zhuǎn)剪切系數(shù)
        2.4.5 約束扭轉(zhuǎn)的微分方程
    2.5 開口薄壁梁的扇性幾何特性
    2.6 本章小結(jié)
3 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁施工階段開口鋼箱彎扭分析
    3.1 截面幾何特性
        3.1.1 鋼底板等效換算
        3.1.2 腹板等效換算
        3.1.3 彎曲剪切變形修正系數(shù)計算
        3.1.4 截面主扇性坐標(biāo)計算
    3.2 不考慮腹板縱向剛度時開口鋼箱的彎曲分析
        3.2.1 基本假定
        3.2.2 彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力
        3.2.3 開口鋼箱彎曲分析時的控制微分方程及初參數(shù)解
        3.2.4 均布線荷載作用下簡支開口鋼箱彎曲的解析解
    3.3 考慮腹板縱向剛度時開口鋼箱的彎曲分析
        3.3.1 彎曲正應(yīng)力及剪應(yīng)力
        3.3.2 微分方程及初參數(shù)解
        3.3.3 簡支邊界條件下開口鋼箱彎曲效應(yīng)的解析解
    3.4 波形鋼腹板鋼-混組合箱梁施工階段開口鋼箱約束扭轉(zhuǎn)分析
        3.4.1 荷載的簡化與分解
        3.4.2 翹曲正應(yīng)力和雙力矩
        3.4.3 二次剪力流和二次扭矩
        3.4.4 自由翹曲扭矩及其剪應(yīng)力
        3.4.5 約束扭轉(zhuǎn)剪切系數(shù)及控制微分方程
        3.4.6 橫隔板效應(yīng)
        3.4.7 控制微分方程的解
        3.4.8 開口鋼箱約束扭轉(zhuǎn)的簡化算法
    3.5 算例分析
        3.5.1 截面等效及截面特性計算
        3.5.2 開口鋼箱僅發(fā)生彎曲變形時的理論解
        3.5.3 開口鋼箱僅發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時的理論解
        3.5.4 ANSYS仿真建模
        3.5.5 模型正確性的驗證
        3.5.6 ANSYS仿真分析與理論分析的對比驗證
        3.5.7 算例小結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
4 波形鋼腹板曲線鋼-混組合箱梁施工階段開口鋼箱的彎扭分析
    4.1 基本假定
    4.2 曲線梁位移之間的耦合
    4.3 曲線開口鋼箱的總勢能
        4.3.1 彎曲應(yīng)變能
        4.3.2 約束扭轉(zhuǎn)應(yīng)變能
        4.3.3 外力勢能
    4.4 控制微分方程
    4.5 控制微分方程的數(shù)值解
        4.5.1 曲線開口鋼箱位移的數(shù)值解
        4.5.2 曲線開口鋼箱截面內(nèi)力及應(yīng)力的數(shù)值解
    4.6 算例
        4.6.1 ANSYS仿真建模
        4.6.2 ANSYS仿真分析模型正確性驗證
        4.6.3 ANSYS分析結(jié)果與理論分析結(jié)果的對比
    4.7 圓心角對曲線開口鋼箱彎扭性能分析的影響
        4.7.1 圓心角探討范圍的設(shè)定
        4.7.2 曲線開口鋼箱與等跨長直線開口鋼箱的對比
    4.8 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
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3713670