本文關鍵詞：變截面波形鋼腹板應力計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構,以其自重輕、預應力效應高、材料使用效率高、結構美觀及結構受力合理等優(yōu)點越來越多的被應用于工程實際中。對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力入手,對波形鋼腹板剪切屈曲承載力展開研究工作,主要研究內容如下:1.總結波形鋼腹板PC組合箱梁橋的結構及受力特點及國內外對屈曲穩(wěn)定性的研究現狀,介介紹了本文的主要內容、目的及意義;2.從彈性微元段的受力平衡出發(fā)結合變截面結構及受力特點,推導得到變截面梁鋼腹板剪應力計算公式,分別對懸臂梁算例及實橋算例的鋼腹板剪應力進行理論及有限元求解,由于變截面效應的存在截面彎矩在變截面梁段產生的附加剪應力使得其計算結果小于材料力學中剪應力計算公式的計算結果。計算得到兩算例的鋼腹板沿腹板高度方向的最大剪應力均不在截面重心軸處,懸臂梁算例中該數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)箱梁最在邊跨側該數值隨距中支座根部截面距離的減小逐漸下移,在中跨側該數值隨距中支座根部截面距離的增大先上移后下移,根據其計算結果可到沿腹板梁高方向剪應力分布均勻。3.計算梁截面參數值對變截面腹板剪應力的影響,得到根部截面梁高及腹板厚度對變截面腹板剪應力影響最大,根部截面及跨中截面梁高與中跨跨中長度的比值對邊、中跨最大剪應力的位置影響較大;4.總結了部分科研試驗及規(guī)范中的屈曲強度計算公式,對選取的實橋算例的鋼腹板屈曲強度進行計算,以達到鋼板屈曲強度值作為鋼腹板的屈曲強度臨界值,以此數值計算鋼腹板剪應力達到臨界屈曲強度值時均布荷載的大小,此荷載值即為最大剪切屈曲承載力,并結合ANSYS分析得到的線彈性屈曲承載力計算結果是理論計算值的4.9倍,說明規(guī)范中的屈曲強度計算公式安全、可靠;5.結合鋼腹板的屈曲強度、變截面梁剪應力及屈曲承載力計算給出了內襯混凝土的澆筑長度及厚度值,由計算結果得到內襯混凝土的澆筑長度應根據鋼腹板達到其屈曲強度時的臨界鋼腹板高度值確定,內襯混凝土厚度值不宜設置超過50cm,針對蘭州市雁白黃河大橋的內襯混凝土厚度建議取20~35cm。
【關鍵詞】：波形鋼腹板 臨界屈曲強度 剪切屈曲承載力 內襯混凝土
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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組合箱梁橋的結構及力學特性11
• 1.1.3 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在國外的發(fā)展11-13
• 1.1.4 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在國內的發(fā)展13-14
• 1.2 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國內外研究現狀14-16
• 1.2.1 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國外研究現狀15
• 1.2.2 波形鋼腹板PC組合箱梁橋鋼腹板穩(wěn)定性國內研究現狀15-16
• 1.3 本文研究主要內容16-18
• 1.3.1 問題的提出16
• 1.3.2 主要內容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力計算18-36
• 2.1 變截面箱梁腹板剪應力計算公式18-20
• 2.2 微分項表達式20-21
• 2.2.1 考慮鋼腹板面積的微分項表達式20-21
• 2.2.2 忽略鋼腹板面積的微分項表達式21
• 2.3 變截面波形鋼腹板箱梁橋腹板剪應力計算公式21-22
• 2.4 算例模型鋼腹板剪應力計算結果22-28
• 2.4.1 理論計算24
• 2.4.2 有限元模型計算24-25
• 2.4.3 各截面鋼腹板剪應力計算結果25-26
• 2.4.4 沿梁高方向各點鋼腹板剪應力計算結果26-28
• 2.5 蘭州市雁白黃河大橋鋼腹板剪應力計算結果28-34
• 2.5.1 理論計算30-31
• 2.5.2 有限元模型計算結果31
• 2.5.3 鋼腹板剪應力計算結果31-32
• 2.5.4 腹板剪應力沿梁高方向分布32-34
• 2.6 本章小結34-36
• 3 影響變截面梁腹板剪應力因素36-50
• 3.1 概述36-37
• 3.2 梁截面參數對變截面梁腹板剪應力的影響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算公式50-53
• 4.1.1 局部屈曲計算公式50-51
• 4.1.2 整體屈曲計算公式51-52
• 4.1.3 非線性局部屈曲計算公式52
• 4.1.4 非線性整體屈曲計算公式52-53
• 4.2 規(guī)范中屈曲應力計算公式53-54
• 4.2.1 局部屈曲臨界剪應力53
• 4.2.2 整體屈曲臨界剪應力53-54
• 4.2.3 合成屈曲臨界剪應力54
• 4.3 臨界屈曲強度計算54-56
• 4.4 極限剪切屈曲承載力計算56-58
• 4.4.1 理論計算結果56-57
• 4.4.2 有限元計算結果57-58
• 4.5 梁截面參數對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62-64
• 5 內襯混凝土設置原則64-73
• 5.1 內襯混凝土澆筑長度65-67
• 5.2 內襯混凝土的厚度67-72
• 5.2.1 內襯混凝土厚度對鋼腹板剪應力的影響67-69
• 5.2.2 內襯混凝土厚度對波形鋼腹板剪切屈曲承載力的影響69-72
• 5.3 本章小結72-73
• 6 結論與展望73-75
• 6.1 結論73
• 6.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-79
• 攻讀學位期間的研究成果79

【參考文獻】

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本文編號：324682