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原文传递地震作用下三跨连续曲线钢箱梁剪力滞效应分析

论文题名：	地震作用下三跨连续曲线钢箱梁剪力滞效应分析
关键词：	连续曲线箱梁;地震作用;剪力滞效应
摘要：	随着我国交通事业的发展，在城市交通繁忙的十字路口和高速公路的立交工程中，大多采用曲线桥梁来疏导交通，曲线桥梁以薄壁曲线箱梁为主体结构，薄壁曲线箱梁空间受力复杂，特别是剪力滞效应的存在对箱梁结构的安全性与耐久性有重大影响。目前对曲线箱梁剪力滞效应的研究大多集中在钢筋混凝土曲线箱梁、荷载形式大多集中于静荷载，箱梁几何参数对剪力滞的影响研究大多集中于横向几何参数（箱梁截面几何参数），研究对象也多局限于单跨曲线箱梁。本文选题研究地震作用下三跨连续曲线钢箱梁剪力滞效应，借助有限元软件ANSYS，建立一个三跨连续曲线箱梁数值分析模型，研究了考虑剪力滞效应的地震作用最不利输入方向；以最不利方向输入地震作用时，三跨连续曲线钢箱梁的动力响应规律；以最不利方向输入地震作用时，箱梁纵向几何参数（箱梁跨度方向几何参数）对多跨连续曲线钢箱梁的剪力滞效应的影响。主要研究内容如下：　　1，在水平地震由与水平X方向从0°到350°、以10°为递增量，形成36个输入方向，Z方向保持不变，分别输入地震作用，分析三跨连续等跨曲线钢箱梁有限元模型中跨和边跨顶板与内、外侧腹板交接处节点法向应力，结果显示其最大值或最小值的包络值分别相差很小，几乎可以忽略不计。即地震输入方向对中跨和边跨跨中顶板与内、外侧腹板交接处节点法向应力最大值与最小值影响极小。研究还发现地震作用时程在水平方向按与X轴呈150°输入时，中跨和边跨顶板与内、外侧腹板所有交接处节点的最大值和最小值所占的比重最大，得出水平地震按与X轴呈150°输入时，三跨连续曲线钢箱梁模型剪力滞效应明显，此方向为最不利地震作用方向。　　2，研究三跨等跨连续曲线钢箱梁在地震作用下的应力时程响应。以三跨连续等跨曲线钢箱梁有限元数值分析模型为研究对象，将El Centro地震时程曲线在水平方向以与X轴呈150°输入，在竖直方向沿Z轴正向输入，通过计算得到边跨和中跨跨中顶板与内、外侧腹板交接点法向应力时程响应，结果表明同一跨的跨中内、外侧交接点的应力极值变化存在一个相位差，而边跨和中跨的两个内侧交接点或两个外侧交接点的应力极值变化是同步的。　　3，以三跨连续曲线钢箱梁有限元数值分析模型为研究对象，在地震作用水平方向以与X轴正方向呈150°输入、竖直方向沿Z轴正方向输入，考虑箱梁曲率半径相同和圆心角相同、箱梁曲率半径相同圆心角不同、箱梁曲率半径不同圆心角相同、箱梁整体倾角不同、径宽比不同五个不同的纵向几何参数进行时程分析，使用简化计算方法得出分析截面与特征节点的剪力滞系数，研究中跨和边跨跨中顶板与内、外腹板交接处节点剪力滞时程变化规律。研究结果表明：（1）当三跨曲率半径相同、对应圆心角相等，无论边跨还是中跨，内侧交接点剪力滞效应大于外侧交接点，且中跨更易受到剪力滞的不利影响；（2）当曲率半径相同但圆心角不同，圆心角越小，跨中内侧交接点处剪力滞系数与外侧交接点处剪力滞系数比值越大，剪力滞效应对较小的圆心角更敏感；（3）当箱梁圆心角相同但曲率半径不同，曲率半径越小，跨中内侧交接处的剪力滞系数与外侧交接处之比越大，较小的曲率半径会加重连续曲线箱梁剪力滞效应；（4）当箱梁整体倾角发生变化时，随着倾角的增大，箱梁跨中特征点的剪力滞系数几乎不变，即整体倾角对箱梁剪力滞效应几乎无影响；（5）不同径宽比下中跨和边跨跨中内、外侧交接点的剪力滞系数均值随着径宽比增大最终收敛于1附近，合理选择这五个参数可有效减小剪力滞效应对曲线箱梁不利影响。
作者：	彭腾飞
专业：	结构工程
导师：	卢海林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文