近年來,薄壁箱梁被廣泛的應(yīng)用,人們對箱梁扭轉(zhuǎn)的理論研究也越來越多。三維有限元模型在其中得到了廣泛的應(yīng)用,然而其耗時耗力,分析時因受各種復(fù)雜因素的影響,結(jié)果也較為復(fù)雜。人們較難從其中分析出部分對結(jié)構(gòu)的影響,在實際的工程的應(yīng)用中仍有一定限制。本文研究的主要是,車道荷載作用下連續(xù)變截面箱梁的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)分析。在薄壁桿件的基礎(chǔ)上,通過理論推導(dǎo)得到扭轉(zhuǎn)作用下各物理量的關(guān)系表達(dá)式。將箱梁總勢能公式進(jìn)行一階變分,解得約束扭轉(zhuǎn)的基本微分方程,對微分方程求解,明確邊界條件。用有限元的思路來分析,得到約束扭轉(zhuǎn)作用下箱梁單元的剛度矩陣和等效結(jié)點力。運用FORTRAN語言,在Frame2程序基礎(chǔ)上,編制用于計算箱梁扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的程序,通過對已有文獻(xiàn)中算例的計算結(jié)果做對比,驗證自編程序的可靠性。本文所選取的工程實例為京杭古運河大橋,結(jié)合實際情況選取三種荷載工況運用自編程序?qū)εまD(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行計算,應(yīng)用平面桿系有限元程序?qū)澢?yīng)進(jìn)行計算。定義應(yīng)力放大系數(shù),用于表征偏載引起的扭轉(zhuǎn)對應(yīng)力的影響情況。結(jié)合實際算例,本文共得到以下幾點結(jié)論:(1)約束扭轉(zhuǎn)效應(yīng)作用下,翹曲雙力矩的規(guī)律為:在集中扭矩的作用處和支撐斷面處數(shù)值最大,從最大值...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 箱梁的應(yīng)用與發(fā)展
        1.1.2 箱梁橫截面的構(gòu)造
        1.1.3 箱梁的受力特點
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究方法與擬解決問題
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 本文擬解決的問題
2 箱梁的自由扭轉(zhuǎn)
    2.1 等截面直桿的圣維南扭轉(zhuǎn)
        2.1.1 基本關(guān)系
        2.1.2 應(yīng)力函數(shù)
        2.1.3 扭轉(zhuǎn)常數(shù)和扭矩
        2.1.4 矩形截面直桿的自由扭轉(zhuǎn)
    2.2 開口薄壁桿件自由扭轉(zhuǎn)
    2.3 箱型梁的自由扭轉(zhuǎn)
        2.3.1 截面上的剪應(yīng)力
        2.3.2 截面縱向位移
    2.4 本章小結(jié)
3 約束扭轉(zhuǎn)理論
    3.1 約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力及雙力矩
    3.2 約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力
    3.3 約束扭轉(zhuǎn)微分方程的建立與求解
        3.3.1 由能量變分求解微分方程
        3.3.2 微分方程的求解
        3.3.3 邊界條件
    3.4 本章小結(jié)
4 約束扭轉(zhuǎn)程序
    4.1 推導(dǎo)單元剛度矩陣
    4.2 單元等效節(jié)點荷載
        4.2.1 均布荷載作用
        4.2.2 集中荷載作用
    4.3 程序介紹
        4.3.1 主程序介紹
        4.3.2 子程序介紹
    4.4 輸入輸出文件
        4.4.1 輸入文件
        4.4.2 輸出文件
    4.5 程序驗證
    4.6 本章小結(jié)
5 京杭古運河大橋算例分析
    5.1 工程概況
    5.2 建立有限元模型
        5.2.1 梁單元劃分
        5.2.2 截面幾何特性計算
    5.3 車道荷載
    5.4 應(yīng)力計算及應(yīng)力放大系數(shù)
    5.5 不同荷載工況不同偏心距下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)分析
        5.5.1 荷載工況一
        5.5.2 荷載工況二
        5.5.3 荷載工況三
    5.6 扭矩與扭轉(zhuǎn)角分析
        5.6.1 荷載工況一
        5.6.2 荷載工況二
        5.6.3 荷載工況三
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3768878