為研究鋼板梁橋支座處局部腐蝕對結(jié)構(gòu)屈曲變形和承載力的影響,選取了加勁肋和腹板腐蝕與下翼緣和腹板腐蝕兩種復(fù)合腐蝕類型,建立了鋼板梁橋局部腐蝕的有限元模型.分析了不同腐蝕面積和厚度腐蝕率情況下的結(jié)構(gòu)屈曲變形和承載力特征,討論了各種情況下屈曲和承載力性能存在差異的原因,研究了加勁肋和下翼緣腐蝕對于結(jié)構(gòu)變形和承載性能的影響.結(jié)果表明:加勁肋和下翼緣腐蝕均會導(dǎo)致腹板的屈曲幅度增大,但下翼緣腐蝕對腹板變形的影響更大;腐蝕面積和厚度腐蝕率的增加均會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形增大和承載力降低,但厚度腐蝕率的影響更大;相比于下翼緣腐蝕,加勁肋腐蝕時結(jié)構(gòu)極限承載力和后屈曲承載力的降低程度更大. 

【文章來源】：三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖6 位移提取路徑及其位移

采用ABAQUS進行建模分析,該模型基于單跨簡支工字梁橋,由于試件鋼板梁的幾何對稱性以及支座約束和跨中均布荷載也關(guān)于結(jié)構(gòu)中心面對稱,為了減少計算時間,故取工字梁的右半邊進行研究,如圖1所示.該模型梁長2 100 mm,梁寬300 mm,加勁肋健康厚度ts=8 mm,加勁肋間距為1 000 mm,腹板高度hw=1 000 mm,腹板健康厚度tw=4 mm,翼緣健康厚度tf=12 mm.有限元模型鋼材根據(jù)GB/T714—2015《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》選用Q345qD,彈性模量E=2.1×105 MPa,泊松比υ=0.3,塑性數(shù)據(jù)設(shè)置為418,0;500,0.015 81;605,0.029 83;695,0.056;780,0.095;829,0.15;882,0.25;908,0.35,921,0.45;932,0.55;955,0.65;988,0.75;1 040,0.85.邊界條件為限制支座處僅在x方向移動,以及繞z軸轉(zhuǎn)動,約束對稱面x方向的平動自由度和y與z方向的轉(zhuǎn)動自由度.在板梁上翼緣的正中心施加均布荷載,荷載面積為150 mm×100 mm,荷載集度為1.25 MPa.采用C3D8R六面體單元和C3D10四面體單元進行網(wǎng)格混合劃分,支座附近進行網(wǎng)格加密劃分,支座附近外側(cè)腹板往上100 mm和外側(cè)下翼緣采用3 mm×3 mm×12.5 mm的六面體細化,將腐蝕部位即內(nèi)腹板向上100 mm區(qū)域和下翼緣靠近加勁肋750mm區(qū)域以及加勁肋向上100 mm區(qū)域,采用3 mm六面體網(wǎng)格細化;腹板腐蝕區(qū)域向外50 mm設(shè)置四面體單元過渡區(qū);其余均為35 mm六面體劃分網(wǎng)格.

薄板在很小的應(yīng)力下就發(fā)生屈曲,但在屈曲之后薄板仍然具有抵抗荷載的能力,甚至直到荷載超過其臨界荷載時還可能處于平衡狀態(tài),不發(fā)生破壞.一般來說,結(jié)構(gòu)失穩(wěn)后的承載能力可能增加,也可能減小.超過臨界狀態(tài)之后的平衡狀態(tài)稱為后屈曲平衡狀態(tài),對應(yīng)的承載力為后屈曲承載力.極值型屈曲是屈曲情況中主要的一種類型,其大致曲線如圖2所示.極值點屈曲沒有明顯的分支點,但在變形途徑中存在一個最大荷載值,稱為極限承載力,達到最大荷載值之后變形會迅速增大,而荷載反而下降,穩(wěn)定之后的荷載值稱為后屈曲承載力.對于屈曲和后屈曲平衡狀態(tài)的研究,可以采用Riks法[11].

【參考文獻】：
碩士論文
[1]基于載荷條件的鋼板梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝研究[D]. 劉健.燕山大學(xué) 2015



本文編號：3234494