本文選題：組合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：剪力滯效應(yīng)　出處：《西南交通大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：諸多土木、航空類結(jié)構(gòu)從輕型化考慮富于“板—腹”截面構(gòu)型的設(shè)計(jì),隨之出現(xiàn)有別于初等梁彎曲理論的截面應(yīng)力表現(xiàn)——“剪力滯效應(yīng)”,該效應(yīng)作為結(jié)構(gòu)的一種獨(dú)特力學(xué)現(xiàn)象,一直受到工程界廣泛關(guān)注與重視。當(dāng)今國(guó)內(nèi)建設(shè)中大量涌現(xiàn)長(zhǎng)跨、輕型、組合式橋梁結(jié)構(gòu)(薄壁箱形、T構(gòu)、剛構(gòu)、組合梁等)和高聳建筑,該類結(jié)構(gòu)的剪力滯效應(yīng)更為突出。論文針對(duì)壓彎作用下組合梁斜拉橋橋面板的剪力滯效應(yīng)展開研究,一方面考慮壓彎共同作用推導(dǎo)了組合梁結(jié)構(gòu)的剪力滯系數(shù)表達(dá)式,討論了典型構(gòu)件的剪力滯系數(shù)求解方法；另一方面對(duì)組合梁斜拉橋橋面板的有效寬度和有效寬度系數(shù)系統(tǒng)性研討。在此基礎(chǔ)上,基于工程實(shí)例采用有限元法對(duì)組合梁斜拉橋橋面板的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析,并針對(duì)軸向力對(duì)橋面板剪力滯效應(yīng)的影響進(jìn)行了專項(xiàng)分析。論文工作主要包括以下部分：(1)考慮壓彎共同作用效應(yīng),基于能量變分法詳細(xì)推導(dǎo)了組合梁結(jié)構(gòu)的剪力滯系數(shù)表達(dá)式,對(duì)典型結(jié)構(gòu)與構(gòu)件(雙主梁翼緣、懸臂梁)剪力滯系數(shù)的求解方法進(jìn)行了分析與討論；(2)結(jié)合組合梁斜拉橋的結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造特點(diǎn)、受力特性的系統(tǒng)性闡述與理論分析,對(duì)其橋面板剪力滯效應(yīng)的表現(xiàn)特征及表征方法進(jìn)行了研究,并基于國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范的比較與研討,提出了針對(duì)壓彎荷載共同作用下組合梁結(jié)構(gòu)橋面板有效寬度以及軸向力傳遞角度問(wèn)題的求解方法；(3)基于組合梁斜拉橋工程實(shí)例,采用有限元法建立了實(shí)橋的空間分析模型以及橋面板的節(jié)段分析模型,對(duì)橋面板典型控制截面在不同工況所致壓彎作用下的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算與分析,揭示了壓彎作用下組合梁斜拉橋剪力滯系數(shù)的表現(xiàn)特征與分布規(guī)律；同時(shí)針對(duì)軸向力對(duì)橋面板剪力滯效應(yīng)的影響展開專項(xiàng)分析,得到軸向力作用下的橋面板正應(yīng)力分布性狀及傳遞角度,提出軸向力作用下橋面板有效寬度系數(shù)的實(shí)用計(jì)算方法,為同類型橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)提供有益參考。
[Abstract]:Many civil and aeronautical structures are light to consider the design of "plate-belly" cross-section configuration, which is different from the theory of elementary beam bending in that the "shear lag effect" appears, which is a unique mechanical phenomenon of the structure. Nowadays, a large number of long-span, light-weight, composite bridge structures (thin-walled box T-frame, rigid frame, composite beam, etc.) and towering buildings have emerged in China. The shear lag effect of composite girder cable-stayed bridge deck is studied in this paper. On the one hand, the expression of shear lag coefficient of composite beam structure is derived considering the joint action of compression and bending. On the other hand, the effective width and effective width coefficient of deck slab of composite girder cable-stayed bridge are studied systematically. The shear lag effect of deck slab of composite girder cable-stayed bridge is calculated and analyzed by finite element method based on engineering examples. The influence of axial force on shear lag effect of bridge deck is analyzed. The main work of this paper includes the following parts: 1) considering the common effect of compression and bending. Based on the energy variational method, the expression of shear lag coefficient of composite beam structure is derived in detail. The calculation method of shear lag coefficient of typical structures and components (double main beam flange, cantilever beam) is analyzed and discussed. The structural form, structural characteristics, mechanical characteristics and theoretical analysis of composite beam cable-stayed bridge are analyzed and discussed. The characteristics and characterization of shear lag effect of bridge slab are studied, and based on the comparison and discussion of design codes at home and abroad, This paper presents a method to solve the problem of effective width and axial force transfer angle of deck slab of composite beam structure under combined compression and bending loads. The method is based on an engineering example of cable-stayed bridge with composite beam. The spatial analysis model of the real bridge and the segmental analysis model of the deck slab are established by using the finite element method. The shear lag effect of the typical control section of the bridge deck is calculated and analyzed under the effect of compression and bending under different working conditions. The characteristics and distribution of shear lag coefficient of composite girder cable-stayed bridge under compression and bending are revealed, and the special analysis of the influence of axial force on shear lag effect of deck slab is carried out. The normal stress distribution and transfer angle of deck slab under axial force are obtained. A practical calculation method for effective width coefficient of deck slab under axial force is proposed, which provides a useful reference for the structural calculation and design of the same type of bridge.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441;U448.27

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本文編號(hào)：1664545