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原文传递波形钢腹板梁抗剪性能研究

论文题名：	波形钢腹板梁抗剪性能研究
关键词：	波形钢腹板梁桥;抗剪强度;设计方法;组合结构
摘要：	波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥是近年来在国内推广应用较为广泛的一种新型桥梁结构形式。由于波形钢腹板预应力混凝土组合梁的力学特性，波形钢腹板的抗剪强度计算是波形钢腹板预应力混凝土组合梁抗剪设计中的重要问题。本文针对波形钢腹板的弹性剪切屈曲强度和抗剪极限承载力计算方法进行了系统的分析和研究。　　基于波形板的力学特点并结合已有研究成果，采用有限元方法对波形钢腹板梁的弯曲性能进行了研究与分析，结果表明，在波形钢腹板梁中，截面弯矩主要由上、下翼缘板承担，剪力主要由波形钢腹板承担，且剪应力沿腹板高度方向均匀分布。　　推导了考虑剪切变形影响的等直梁挠曲线初参数方程，并利用该方程结合波形钢腹板梁的结构特性推导了考虑剪切变形影响的波形钢腹板梁挠度计算的理论公式。进行了1根单箱双室波形钢腹板预应力混凝土梁的静力试验，实测了试验梁在跨中集中荷载作用下跨中和四分点底板的挠度值，并与理论公式计算值和有限元计算值进行了比较分析，结果表明，理论公式具有较高的精度，剪切变形在该类梁的挠度计算中不可忽略。　　综述了波形钢腹板弹性剪切屈曲强度理论的发展过程及相应的计算方法。建立了可靠的波形钢腹板弹性剪切屈曲分析的有限元模型，并基于该模型研究了波形钢腹板的整体尺寸、腹板高度、腹板厚度和边界条件等因素对其弹性剪切屈曲性能的影响。根据波形钢腹板弹性剪切屈曲有限元分析的数值结果，针对CSW3型波形钢腹板，修正了局部弹性剪切屈曲强度和整体弹性剪切屈曲强度的理论公式，拟合得出了组合弹性剪切屈曲强度的经验计算公式。　　建立了波形钢腹板梁弹塑性剪切屈曲分析的有限元模型，并将有限元分析结果与实验结果对比，验证了波形钢腹板非线性有限元分析模型的可靠性。通过非线性有限元方法，采用一致缺陷法分析了几何初始缺陷对波形钢腹板抗剪极限承载力的影响，结果表明波形钢腹板厚度较小时，其抗剪强度对微小的初始缺陷非常敏感。通过大量的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析，得出了波形钢腹板抗剪强度设计的ψ-λs曲线，并给出了波形钢腹板的抗剪设计方法，可供波形钢腹板设计参考。
作者：	李明鸿
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	万水
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文