本文關(guān)鍵詞：考慮扭轉(zhuǎn)與畸變效應(yīng)的波形鋼腹板組合箱梁抗彎承載力研究

  更多相關(guān)文章： 波形鋼腹板箱梁 實體單元建模 彎曲承載力 約束扭轉(zhuǎn) 畸變

【摘要】：隨著現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展,工程師日趨采用高強(qiáng)度材料和復(fù)合鋼筋—鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu),越來越向輕薄大跨方向發(fā)展,因而新型結(jié)構(gòu)波形鋼腹板箱梁受到廣泛的關(guān)注。本文采用理論分析、數(shù)值求解和有限元模型測試相結(jié)合的方法,對波形鋼腹板箱梁考慮扭轉(zhuǎn)和畸變后的彎曲承載力進(jìn)行了研究,主要研究方法和研究結(jié)果如下:(1)研究了波形鋼腹板箱梁最大彎曲承載力的求解過程。根據(jù)波形鋼腹板箱梁的結(jié)構(gòu)特征,抽象出考慮體外預(yù)應(yīng)力后的力學(xué)圖式,基于擬平截面假定和已有普通混凝土箱梁的彎曲承載力公式推導(dǎo)方法,根據(jù)力學(xué)平衡和應(yīng)力平衡的方法,推導(dǎo)了波形鋼腹板箱梁的最大彎曲承載力公式;(2)完成了波形鋼腹板箱梁扭轉(zhuǎn)和畸變的理論分析。通過分析約束扭轉(zhuǎn)和畸變變形的應(yīng)力特點,應(yīng)用廣義積分和廣義坐標(biāo)的方法,推導(dǎo)了波形鋼腹板簡支箱梁的扭轉(zhuǎn)角、畸變角和翹曲應(yīng)力沿跨徑的變化圖,并且分析其與彎曲應(yīng)力的比例,根據(jù)此分析其對彎曲承載力的影響程度。(3)建立波形鋼腹板箱梁基于Midas平臺的有限元模型�；趯嶓w單元和Midas平臺建立了波形鋼腹板箱梁的有限元模型,通過對比有限元與廣義積分解析法對于約束扭轉(zhuǎn)和畸變特性的計算結(jié)果,最后相互印證出模型正確性和解析法的有效性。(4)推導(dǎo)了考慮公路一級荷載和扭轉(zhuǎn)畸變因素的波形鋼腹板的最大彎曲承載力公式�；诠芬患壓奢d下,分析了幾何參數(shù)(高跨比)對波形鋼腹板組合箱梁恒載、活載彎曲應(yīng)力和活載翹曲應(yīng)力的影響,對比設(shè)置中橫隔板與不設(shè)置中橫隔板兩種情況下的計算結(jié)果發(fā)現(xiàn),設(shè)置中橫隔板能夠減小箱梁的畸變效應(yīng)和約束扭轉(zhuǎn)效應(yīng),因此設(shè)置橫隔板是減小翹曲正應(yīng)力的有效工程措施。最后建立了考慮畸變與扭轉(zhuǎn)因素橫隔板間距公式和以此給出了彎曲承載力的求解過程。
【關(guān)鍵詞】：波形鋼腹板箱梁 實體單元建模 彎曲承載力 約束扭轉(zhuǎn) 畸變
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 波形鋼腹板組合箱梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與研究背景10-11
• 1.2 波形鋼腹板組合箱梁的發(fā)展及應(yīng)用11-16
• 1.2.1 波形鋼腹板組合箱梁的構(gòu)造特點11-12
• 1.2.2 波形鋼腹板組合箱梁的應(yīng)用12-16
• 1.3 波形鋼腹板組合箱梁抗彎承載力國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文研究問題的提出21-22
• 1.5 本文研究的內(nèi)容和技術(shù)路線22-24
• 第二章 波形鋼腹板組合箱梁抗彎承載力研究24-37
• 2.1 波形鋼腹板的軸向變形特性24-27
• 2.2 波形鋼腹板箱梁擬平截面假定的理論27-31
• 2.3 體外預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力分析31
• 2.4 正截面極限承載力計算31-34
• 2.4.1 基本假定32
• 2.4.2 極限狀態(tài)下波形鋼腹板箱梁各部分的應(yīng)力應(yīng)變狀況32-33
• 2.4.3 基本公式及適用條件33-34
• 2.5 考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和畸變應(yīng)力后的彎曲承載力34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-37
• 第三章 波形鋼腹板組合箱梁約束扭轉(zhuǎn)與畸變效應(yīng)分析37-58
• 3.1 波形鋼腹板箱梁偏心反對稱荷載的分解37-39
• 3.2 波形鋼腹板箱梁約束扭轉(zhuǎn)的理論分析39-43
• 3.2.1 基本假定39-41
• 3.2.2 波形鋼腹板箱梁約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力41-42
• 3.2.3 波形鋼腹板箱梁的約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力42-43
• 3.3 波形鋼腹板箱梁畸變的理論分析43-44
• 3.4 計算模型及基本假定44-53
• 3.4.1 計算模型44-45
• 3.4.2 基本假定45-49
• 3.4.3 哈密頓求解體系的推導(dǎo)49-53
• 3.5 純扭轉(zhuǎn)荷載作用時約束扭轉(zhuǎn)分析53-54
• 3.5.1 基本假定53
• 3.5.2 哈密頓對偶體系53-54
• 3.6 算例54-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第四章 波形鋼腹板箱梁有限元實體模型與解析理論的比較58-72
• 4.1 有限元模型尺寸58-66
• 4.1.1 等效斷面59
• 4.1.2 有限元模型示意圖59-62
• 4.1.3 有限元模型工況示意圖62-66
• 4.2 偏心荷載工況下彎曲應(yīng)力對比66-67
• 4.3 偏心荷載工況下扭轉(zhuǎn)角、畸變角和翹曲應(yīng)力的對比67-70
• 4.3.1 扭轉(zhuǎn)角的對比67-68
• 4.3.2 畸變角的對比68-70
• 4.3.3 翹曲應(yīng)力的對比70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 第五章 考慮扭轉(zhuǎn)與畸變的波形鋼腹板箱梁幾何參數(shù)優(yōu)化72-92
• 5.1 彎矩承載力公式推導(dǎo)72-74
• 5.1.1 彎矩承載力公式72-73
• 5.1.2 彎矩增大系數(shù)公式73-74
• 5.2 應(yīng)力增大系數(shù)基于高跨比變化的分析74-84
• 5.2.1 恒載的彎曲應(yīng)力隨高跨比的變化76-78
• 5.2.2 活載的彎曲應(yīng)力隨高跨比的變化78-80
• 5.2.3 翹曲應(yīng)力隨高跨比的變化80-82
• 5.2.4 應(yīng)力增大系數(shù)82-84
• 5.3 橫隔板對應(yīng)力增大系數(shù)的影響84-90
• 5.3.1 基于波形鋼腹板下橫隔板設(shè)置經(jīng)驗公式84-85
• 5.3.2 基于公路一級荷載下橫隔板設(shè)置的經(jīng)驗公式85-90
• 5.4 考慮扭轉(zhuǎn)畸變因素，彎曲承載力求解過程建立90-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 第六章 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 結(jié)論92-93
• 6.2 展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：833659