本文關(guān)鍵詞：波形鋼腹板PC組合箱梁抗扭性能的理論與試驗(yàn)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波形鋼腹板PC組合箱梁是以波形鋼腹板代替混凝土腹板而形成的新型組合結(jié)構(gòu),近些年在我國橋梁工程的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。由于波形鋼腹板代替混凝土成為腹板后,其腹板厚度明顯降低,從而導(dǎo)致其抗扭剛度明顯小于混凝土腹板。本文主要研究波形鋼腹板組合箱梁的抗純扭性能,主要工作如下：(1)設(shè)計并制作了3根模型梁,用于單調(diào)純扭作用試驗(yàn),探究波形鋼腹板組合箱梁在純扭作用下,箱梁整體的破壞形態(tài)、箱梁的扭矩-扭率曲線、混凝土板的裂縫開展形態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明,波形鋼腹板組合箱梁在純扭作用下,破壞形式均表現(xiàn)為材料受剪破壞；所有混凝土表面裂縫與梁縱軸線夾角基本呈45。,組合箱梁最終破壞時表現(xiàn)為空間螺旋形,沿縱軸向分布均勻。組合箱梁最后喪失承載力是由于初始主裂縫的不斷擴(kuò)展導(dǎo)致的,而不是由次生裂縫導(dǎo)致的。波形鋼腹板組合箱梁在波形鋼腹板屈服后,還可以繼續(xù)承擔(dān)外加扭矩,其極限扭矩大于屈服扭矩。(2)采用空間有限元分析的方法(FEA),考慮材料的非線性,建立試驗(yàn)梁的有限元模型,并將有限元計算值與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明,在合理選取材料力學(xué)參數(shù)和單元類型的基礎(chǔ)上,可通過建立有限元模型分析波形鋼腹板組合箱梁在純扭作用下的力學(xué)性能,計算所得抗扭極限承載力與試驗(yàn)值較為接近,驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。并對有限元模型進(jìn)行參數(shù)化分析,結(jié)果表明,混凝土強(qiáng)度、鋼腹板厚度、配筋量及腹板傾斜角度等增加會提高組合箱梁抗扭極限承載力,但各個參數(shù)影響程度不同。分析了波形鋼腹板在純扭作用下剪應(yīng)力沿截面高度方向分布規(guī)律。直腹式波形鋼腹板組合箱梁在純扭作用下,鋼腹板接近處于純剪應(yīng)力狀態(tài)。(3)為了對比腹板形式不同對箱梁抗扭承載力的影響,通過分別建立波形鋼腹板組合箱梁、平鋼腹板組合箱梁以及傳統(tǒng)混凝土箱梁有限元計算模型,結(jié)果表明,傳統(tǒng)混凝土箱梁抗扭承載力優(yōu)于波形鋼腹板組合箱梁,而平鋼腹板抗扭承載力與波形鋼腹板較為接近。(4)通過總結(jié)和分析了前文試驗(yàn)結(jié)果和有限元計算結(jié)果,針對波形鋼腹板組合箱梁屈服后還能繼續(xù)承載的試驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行了理論分析。利用既有試驗(yàn)結(jié)果,對既有波形鋼腹板組合箱梁抗純扭承載力計算公式進(jìn)行了驗(yàn)證,并進(jìn)行了修正；針對設(shè)計實(shí)例,給出了組合箱梁抗扭配筋設(shè)計的計算過程。
【關(guān)鍵詞】：波形鋼腹板 組合箱梁 抗扭承載力 純扭作用
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U448.216
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 波形鋼腹板組合梁橋的發(fā)展概況及特點(diǎn)10-17
• 1.1.1 波形鋼腹板組合箱梁橋發(fā)展概況10-15
• 1.1.2 波形鋼腹板組合梁橋特點(diǎn)15-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 鋼筋混凝土梁扭轉(zhuǎn)研究概況17-18
• 1.2.2 鋼-混凝土組合梁扭轉(zhuǎn)研究概況18-19
• 1.2.3 波形鋼腹板PC組合箱梁扭轉(zhuǎn)研究概況19-21
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線21-22
• 第二章 波形鋼腹板PC組合箱梁抗扭性能試驗(yàn)研究22-40
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)計22-33
• 2.1.1 試驗(yàn)梁設(shè)計22-23
• 2.1.2 試驗(yàn)梁材料性能23-25
• 2.1.3 試驗(yàn)梁制作25-28
• 2.1.4 試驗(yàn)梁測量裝置28-30
• 2.1.5 試驗(yàn)梁加載裝置30-33
• 2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析33-39
• 2.2.1 扭矩-扭率曲線33-34
• 2.2.2 裂紋萌生與擴(kuò)展34-36
• 2.2.3 鋼腹板剪應(yīng)變36-37
• 2.2.4 混凝土剪應(yīng)變37-38
• 2.2.5 鋼筋應(yīng)變38-39
• 2.3 本章小結(jié)39-40
• 第三章 波形鋼腹板PC組合箱梁抗扭性能有限元分析40-56
• 3.1 有限元模型建立40-45
• 3.1.1 單元類型40
• 3.1.2 材料模型40-43
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分43-44
• 3.1.4 邊界條件及加載方式44
• 3.1.5 求解與結(jié)果后處理44-45
• 3.2 計算結(jié)果分析45-50
• 3.2.1 試件變形45
• 3.2.2 扭矩-扭率曲線45-46
• 3.2.3 波形鋼腹板應(yīng)力46-50
• 3.3 參數(shù)化分析50-53
• 3.3.1 混凝土強(qiáng)度的影響50-51
• 3.3.2 鋼腹板厚度的影響51
• 3.3.3 配筋量的影響51-52
• 3.3.4 腹板傾角的影響52-53
• 3.4 腹板形式對箱梁抗扭承載力的影響53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第四章 波形鋼腹板PC組合箱梁抗純扭承載力計算方法56-68
• 4.1 抗扭機(jī)理分析56-57
• 4.2 設(shè)計計算公式57-66
• 4.2.1 公式推導(dǎo)57-63
• 4.2.2 算例63-66
• 4.3 本章小結(jié)66-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 作者簡介76

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