本文關(guān)鍵詞：索支撐單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)的分析理論與試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 單箱三室截面箱梁 雙索力 剪力滯效應(yīng) 有限元 試驗(yàn)研究

【摘要】：國(guó)內(nèi)外對(duì)剪力滯效應(yīng)的研究已經(jīng)邁過(guò)了半個(gè)多世紀(jì),可見(jiàn)剪力滯效應(yīng)對(duì)箱梁安全性方面有著重大的影響。本論文是在國(guó)家自然基金‘考慮索支撐作用的多室箱梁剪力滯效應(yīng)研究’下進(jìn)行研究的。以索支撐單箱三室截面箱梁為對(duì)象,通過(guò)理論分析、有限元模擬及試驗(yàn)?zāi)Ｐ图虞d,研究了拉索集中力作用下單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng),主要研究工作及結(jié)論如下:(1)推導(dǎo)了單箱三室箱梁縱向彎曲變形產(chǎn)生的剪力滯效應(yīng)分析理論�；诒葦M桿方法,推導(dǎo)了加勁桿等效面積公式和剪力滯控制微分方程;分析了剪力在單箱三室截面箱梁各腹板的分配;采用R語(yǔ)言進(jìn)行編程并求解了剪力滯效應(yīng)控制微分方程。(2)研究了單箱三室簡(jiǎn)支箱梁和兩跨連續(xù)箱梁典型截面的剪力滯效應(yīng)。以簡(jiǎn)支箱梁和兩跨連續(xù)箱梁的跨中四塊腹板分別作用豎向?qū)ΨQ集中力和滿跨均布力兩種加載工況為研究對(duì)象,通過(guò)試驗(yàn)解、板殼數(shù)值解和本文理論解的對(duì)比得出:(1)單箱三室簡(jiǎn)支箱梁在兩種荷載工況下,截面總體為正剪力滯效應(yīng)�？缰薪孛娓鞲拱宀课豁敗⒌装蹇v向應(yīng)力有較大差異,頂板和底板的正應(yīng)力在中腹板部位均大于邊腹板部位。(2)連續(xù)梁跨中截面各腹板處頂、底板縱向正應(yīng)力沿橫截面的分布趨勢(shì)和簡(jiǎn)支箱梁跨中截面大體相似。但是對(duì)于滿跨均布荷載的支座截面邊腹板部位底板正應(yīng)力大于中腹板部位底板處正應(yīng)力值,二者在本算例中相差約12.91%。(3)單箱三室箱梁受豎向?qū)ΨQ荷載時(shí),豎向剪力在中腹板中分配的較多,而在邊腹板中分配的較少;連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮跨中截面和支座截面的頂、底板應(yīng)力的差異,以此來(lái)確定有效翼緣分析寬度是很有必要的。(3)研究了單箱三室截面箱梁合理加勁桿數(shù)量。求解了三種加勁桿數(shù)量工況下簡(jiǎn)支箱梁跨中截面應(yīng)力,與板殼數(shù)值解對(duì)比表明:隨著截面加勁桿數(shù)量的增加,求解精度愈高且無(wú)限接近有限元結(jié)果。(4)推導(dǎo)了雙索力對(duì)稱作用在單箱三室箱梁腹板部位時(shí)的剪力滯效應(yīng)分析理論。索力可以分解為軸向力和豎向集中力,軸力產(chǎn)生的應(yīng)力通過(guò)比擬桿均勻承擔(dān),而豎向?qū)ΨQ集中力通過(guò)分解可以得出有縱向變形模式、扭轉(zhuǎn)模式及畸變翹曲模式三種�；诮孛嬲w彎曲剪力流及剪力流平衡條件將截面截開(kāi),推導(dǎo)了單室截面等效荷載計(jì)算公式,建立了約束扭轉(zhuǎn)翹曲應(yīng)力和畸變翹曲應(yīng)力計(jì)算公式。(5)索力作用下,單箱三室箱梁截面正應(yīng)力是組合應(yīng)力,包括了縱向正應(yīng)力、約束扭轉(zhuǎn)翹曲應(yīng)力、畸變翹曲應(yīng)力及軸應(yīng)力。(6)基于試驗(yàn)研究了雙索力作用在單箱三室箱梁腹板部位時(shí)的剪力滯效應(yīng)。制作了單箱三室有機(jī)玻璃模型,設(shè)置了五種加載試驗(yàn)。通過(guò)板殼解、理論解及試驗(yàn)解三者的對(duì)比得出:(1)理論解、試驗(yàn)解及板殼解三者沿著橫截面正應(yīng)力分布趨勢(shì)一致,結(jié)果吻合較好,進(jìn)一步驗(yàn)證了拉索集中力作用下單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)的理論推導(dǎo)具有一定的可靠性和適用性。(2)當(dāng)索力作用在單箱三室箱梁腹板與翼板交接部位時(shí),翼板正應(yīng)力應(yīng)力沿橫截面分布差異較大,索力作用截面尤為突出。沿著跨度方向和截面橫向一定范圍之內(nèi)拉索集中力效應(yīng)逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：單箱三室截面箱梁 雙索力 剪力滯效應(yīng) 有限元 試驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441;U446
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 前言10-11
• 1.1.1 斜拉橋概述10
• 1.1.2 箱梁特點(diǎn)及發(fā)展10-11
• 1.2 剪力滯效應(yīng)的產(chǎn)生及分析方法11-12
• 1.2.1 剪力滯效應(yīng)的產(chǎn)生及影響11
• 1.2.2 主要分析方法11-12
• 1.3 論文研究背景及意義12-13
• 1.4 本主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 單箱三室截面箱梁剪力滯效應(yīng)的比擬桿分析方法15-31
• 2.1 單箱三室箱梁截面加勁桿面積公式推導(dǎo)15-18
• 2.1.1 加勁薄板等效模型的建立15-16
• 2.1.2 箱梁翼板等效系數(shù)的推導(dǎo)16-17
• 2.1.3 比擬桿面積公式的推導(dǎo)17-18
• 2.2 剪力滯效應(yīng)微分方程推導(dǎo)18-21
• 2.2.1 加勁桿靜力方程的建立18-19
• 2.2.2 翼板剪力滯效應(yīng)控制微分方程19-21
• 2.3 邊界條件21
• 2.4 腹板剪力流分配21
• 2.5 剪力滯效應(yīng)控制微分方程組的求解21-23
• 2.5.1 R語(yǔ)言表述21
• 2.5.2 R語(yǔ)言求解剪力滯微分方程組21-23
• 2.6 算例分析23-28
• 2.6.1 算例概況23-24
• 2.6.2 簡(jiǎn)支箱梁的剪力滯效應(yīng)分析24-25
• 2.6.3 連續(xù)箱梁的剪力滯效應(yīng)分析25-27
• 2.6.4 精度分析27-28
• 2.7 不同桿數(shù)對(duì)精度的影響分析28-30
• 2.7.1 分析工況28-29
• 2.7.2 不同桿數(shù)比擬結(jié)果及分析29-30
• 2.8 本章小結(jié)30-31
• 3 索支撐單箱三室箱梁縱向彎曲時(shí)的局部扭轉(zhuǎn)效應(yīng)31-55
• 3.1 索支撐單箱三室箱梁的縱向彎曲變形模式31-34
• 3.1.1 受力分解31-33
• 3.1.2 空間變形模式33-34
• 3.2 以截面剪力流平衡為基礎(chǔ)的局部扭轉(zhuǎn)效應(yīng)計(jì)算34-49
• 3.2.1 單箱三室箱梁彎曲剪力流34-40
• 3.2.2 基于剪力流平衡條件的局部扭轉(zhuǎn)荷載計(jì)算40-47
• 3.2.3 單室截面局部扭轉(zhuǎn)等效荷載計(jì)算47-49
• 3.3 考慮局部扭轉(zhuǎn)的截面縱向彎曲應(yīng)力49-54
• 3.3.1 應(yīng)力組成49-50
• 3.3.2 剪力滯彎曲應(yīng)力50-51
• 3.3.3 局部扭轉(zhuǎn)、畸變翹曲應(yīng)力及橫向彎曲應(yīng)力計(jì)算51-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 4 索支撐下單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)的試驗(yàn)分析55-71
• 4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>55
• 4.2 試驗(yàn)內(nèi)容55-57
• 4.3 模型設(shè)計(jì)57-59
• 4.3.1 單箱三室箱梁有機(jī)玻璃模型57
• 4.3.2 測(cè)點(diǎn)布置57-58
• 4.3.3 加載模型構(gòu)造設(shè)計(jì)58-59
• 4.4 模型試驗(yàn)59-63
• 4.4.1 加載方案59-63
• 4.5 結(jié)果對(duì)比63-69
• 4.6 結(jié)果分析69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-71
• 5 結(jié)論及展望71-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄A 單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)微分方程組R語(yǔ)言求解程序78-80
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果80

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本文編號(hào)：909011