本文關(guān)鍵詞：變截面波形鋼腹板應(yīng)力計(jì)算及剪切屈曲承載力研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波形鋼腹板是一種新型鋼混組合結(jié)構(gòu),以其自重輕、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)高、材料使用效率高、結(jié)構(gòu)美觀及結(jié)構(gòu)受力合理等優(yōu)點(diǎn)越來越多的被應(yīng)用于工程實(shí)際中。對(duì)于大跨度變截面波形鋼腹板PC組合箱梁橋,如何解決高腹板屈曲承載力的問題是提高其跨度首要問題。本文依托蘭州市雁白黃河大橋,從變截面波形鋼腹板剪應(yīng)力入手,對(duì)波形鋼腹板剪切屈曲承載力展開研究工作,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.總結(jié)波形鋼腹板PC組合箱梁橋的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外對(duì)屈曲穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀,介介紹了本文的主要內(nèi)容、目的及意義;2.從彈性微元段的受力平衡出發(fā)結(jié)合變截面結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn),推導(dǎo)得到變截面梁鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算公式,分別對(duì)懸臂梁算例及實(shí)橋算例的鋼腹板剪應(yīng)力進(jìn)行理論及有限元求解,由于變截面效應(yīng)的存在截面彎矩在變截面梁段產(chǎn)生的附加剪應(yīng)力使得其計(jì)算結(jié)果小于材料力學(xué)中剪應(yīng)力計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果。計(jì)算得到兩算例的鋼腹板沿腹板高度方向的最大剪應(yīng)力均不在截面重心軸處,懸臂梁算例中該數(shù)值沿跨度方向分布隨著距根部截面距離的減小而從上緣位置逐漸下移,而波形鋼腹板連續(xù)箱梁最在邊跨側(cè)該數(shù)值隨距中支座根部截面距離的減小逐漸下移,在中跨側(cè)該數(shù)值隨距中支座根部截面距離的增大先上移后下移,根據(jù)其計(jì)算結(jié)果可到沿腹板梁高方向剪應(yīng)力分布均勻。3.計(jì)算梁截面參數(shù)值對(duì)變截面腹板剪應(yīng)力的影響,得到根部截面梁高及腹板厚度對(duì)變截面腹板剪應(yīng)力影響最大,根部截面及跨中截面梁高與中跨跨中長(zhǎng)度的比值對(duì)邊、中跨最大剪應(yīng)力的位置影響較大;4.總結(jié)了部分科研試驗(yàn)及規(guī)范中的屈曲強(qiáng)度計(jì)算公式,對(duì)選取的實(shí)橋算例的鋼腹板屈曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,以達(dá)到鋼板屈曲強(qiáng)度值作為鋼腹板的屈曲強(qiáng)度臨界值,以此數(shù)值計(jì)算鋼腹板剪應(yīng)力達(dá)到臨界屈曲強(qiáng)度值時(shí)均布荷載的大小,此荷載值即為最大剪切屈曲承載力,并結(jié)合ANSYS分析得到的線彈性屈曲承載力計(jì)算結(jié)果是理論計(jì)算值的4.9倍,說明規(guī)范中的屈曲強(qiáng)度計(jì)算公式安全、可靠;5.結(jié)合鋼腹板的屈曲強(qiáng)度、變截面梁剪應(yīng)力及屈曲承載力計(jì)算給出了內(nèi)襯混凝土的澆筑長(zhǎng)度及厚度值,由計(jì)算結(jié)果得到內(nèi)襯混凝土的澆筑長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鋼腹板達(dá)到其屈曲強(qiáng)度時(shí)的臨界鋼腹板高度值確定,內(nèi)襯混凝土厚度值不宜設(shè)置超過50cm,針對(duì)蘭州市雁白黃河大橋的內(nèi)襯混凝土厚度建議取20~35cm。
【關(guān)鍵詞】：波形鋼腹板 臨界屈曲強(qiáng)度 剪切屈曲承載力 內(nèi)襯混凝土
【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
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 概述10-14
• 1.1.1 波形鋼腹板PC組合箱梁橋的發(fā)展概述10-11
• 1.1.2 波形鋼腹板PC組合箱梁橋的結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性11
• 1.1.3 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在國(guó)外的發(fā)展11-13
• 1.1.4 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在國(guó)內(nèi)的發(fā)展13-14
• 1.2 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國(guó)外研究現(xiàn)狀15
• 1.2.2 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究主要內(nèi)容16-18
• 1.3.1 問題的提出16
• 1.3.2 主要內(nèi)容16-17
• 1.3.3 研究的目的及意義17-18
• 2 變截面波形鋼腹板箱梁橋腹板剪應(yīng)力計(jì)算18-36
• 2.1 變截面箱梁腹板剪應(yīng)力計(jì)算公式18-20
• 2.2 微分項(xiàng)表達(dá)式20-21
• 2.2.1 考慮鋼腹板面積的微分項(xiàng)表達(dá)式20-21
• 2.2.2 忽略鋼腹板面積的微分項(xiàng)表達(dá)式21
• 2.3 變截面波形鋼腹板箱梁橋腹板剪應(yīng)力計(jì)算公式21-22
• 2.4 算例模型鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算結(jié)果22-28
• 2.4.1 理論計(jì)算24
• 2.4.2 有限元模型計(jì)算24-25
• 2.4.3 各截面鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算結(jié)果25-26
• 2.4.4 沿梁高方向各點(diǎn)鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算結(jié)果26-28
• 2.5 蘭州市雁白黃河大橋鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算結(jié)果28-34
• 2.5.1 理論計(jì)算30-31
• 2.5.2 有限元模型計(jì)算結(jié)果31
• 2.5.3 鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算結(jié)果31-32
• 2.5.4 腹板剪應(yīng)力沿梁高方向分布32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 3 影響變截面梁腹板剪應(yīng)力因素36-50
• 3.1 概述36-37
• 3.2 梁截面參數(shù)對(duì)變截面梁腹板剪應(yīng)力的影響37-48
• 3.2.1 頂板寬度37-38
• 3.2.2 底板寬度38-39
• 3.2.3 頂板厚度39-40
• 3.2.4 底板厚度40-42
• 3.2.5 腹板厚度42-44
• 3.2.6 截面梁高44-48
• 3.3 本章小結(jié)48-50
• 4 變截面梁鋼腹板極限承載力50-64
• 4.1 波形鋼腹板彈性范圍屈曲計(jì)算公式50-53
• 4.1.1 局部屈曲計(jì)算公式50-51
• 4.1.2 整體屈曲計(jì)算公式51-52
• 4.1.3 非線性局部屈曲計(jì)算公式52
• 4.1.4 非線性整體屈曲計(jì)算公式52-53
• 4.2 規(guī)范中屈曲應(yīng)力計(jì)算公式53-54
• 4.2.1 局部屈曲臨界剪應(yīng)力53
• 4.2.2 整體屈曲臨界剪應(yīng)力53-54
• 4.2.3 合成屈曲臨界剪應(yīng)力54
• 4.3 臨界屈曲強(qiáng)度計(jì)算54-56
• 4.4 極限剪切屈曲承載力計(jì)算56-58
• 4.4.1 理論計(jì)算結(jié)果56-57
• 4.4.2 有限元計(jì)算結(jié)果57-58
• 4.5 梁截面參數(shù)對(duì)鋼腹板極限剪切屈曲承載力的影響58-62
• 4.5.1 根部截面梁高59-61
• 4.5.2 腹板厚度61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 5 內(nèi)襯混凝土設(shè)置原則64-73
• 5.1 內(nèi)襯混凝土澆筑長(zhǎng)度65-67
• 5.2 內(nèi)襯混凝土的厚度67-72
• 5.2.1 內(nèi)襯混凝土厚度對(duì)鋼腹板剪應(yīng)力的影響67-69
• 5.2.2 內(nèi)襯混凝土厚度對(duì)波形鋼腹板剪切屈曲承載力的影響69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：324682