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钢筋混凝土拱面内稳定极限承载力分析
| 论文题名： | 钢筋混凝土拱面内稳定极限承载力分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土拱桥;拱面;极限承载力;非线性 |
| 摘要： | 钢筋混凝土拱桥是现行主要桥型之一，稳定问题作为钢筋混凝土拱桥理论研究的核心内容，各国的桥梁结构设计规范中都给出了相应的计算方法，在我国现行的桥梁设计规范中，对拱面内稳定计算是建立在弹性屈曲理论之上，将拱按照拱轴计算长度系数换算为等效长度的轴心受压杆，按照第一类失稳来设计计算，没有考虑轴力与拱轴挠度的相互影响，也没有考虑因几何非线性或双重非线性影响后拱有可能发生第二类失稳。 针对现有钢筋混凝土拱面内稳定设计计算中存在的问题，本文采用ANSYS软件并结合相关文献试验数据对钢筋混凝土拱面内稳定极限承载力展开研究，论文主要研究内容包括: (1)根据拱轴线优化理论，计算出各种结构尺寸拱在自重作用下的合理拱轴系数，并通过单元类型、荷载、结构几何尺寸及材料本构关系的选取，建立用于稳定分析的钢筋混凝土拱数值分析模型。对所建模型进行算例分析，以验证所建模型用于弹性屈曲分析、几何非线性分析以及双重非线性分析的可靠性。 (2)分别研究考虑变形和考虑双重非线性对钢筋混凝土拱面内稳定极限承载力的影响因素，并对影响因素进行回归分析，得到非线性对钢筋混凝土拱面内失稳荷载的影响效应回归方程。 (3)研究拱初始受力对钢筋混凝土拱面内失稳的影响，并分析其影响因素，建立影响效应回归方程，最后对回归方程进行验证;提出采用单位长细比自重轴向力来研究钢筋混凝土拱面内失稳轴向力，并建立了单位长细比自重轴向力与失稳轴向力回归方程，同时对回归方程进行验证。 (4)研究拱轴计算长度系数对钢筋混凝土拱面内失稳的影响效应，建立拱轴计算长度系数与矢跨比、跨径之间的回归方程，并对回归方程进行验证。 研究表明:在进行钢筋混凝土拱失稳分析时，非线性的影响不仅仅和跨径有关，同时受到长细比、惯性矩、矢跨比的影响，而且在相同条件下，材料非线性的影响大于几何非线性的影响。随着跨径的增加，自重产生的轴力导致失稳的比重越来越大，但是随着跨径逐渐增加，仅仅减少自重产生的拱轴力对提高失稳时所承受的轴力影响不大。在三种荷载工况作用下，随着单位长细比受到自重轴力的增加，双重非线性分析失稳轴向力成比例增加，为考虑双重非线性失稳轴向力的判断提供了参考。 |
| 作者： | 高权 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 孙璐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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