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原文传递波形钢腹板组合箱梁的优化设计

论文题名：	波形钢腹板组合箱梁的优化设计
关键词：	桥梁工程;波形钢腹板组合箱梁;优化设计;力学性能
摘要：	现代桥梁正在朝着减小自重、增大跨径、降低造价、缩短工期等方向发展。波形钢腹板组合箱梁结合了波形钢板和混凝土两种材料，使两种材料的性能得到了充分利用，提高了结构性能，减小了结构自重，降低了造价，是符合现代桥梁发展趋势的一种新型钢混组合结构。波形钢腹板组合箱梁的相关研究以箱梁的力学性能为主，对箱梁的优化研究较少。所以，本文依托现有实验，设计有限元模型，运用ABAQUS有限元软件，通过控制变量法，研究各个变量的变化对波形钢腹板组合箱梁的影响开展研究，主要工作和结论如下：　　（1）对波形钢腹板组合箱梁进行受弯和受扭状态下的相关理论计算，为后续有限元模拟后的数值分析提供理论依据。结果显示，在受弯状态下，箱梁的应力大小和腹板与底板夹角大小成正比，而箱梁挠度的大小与顶底板总面积的大小成反比。在受扭状态下，随着箱梁截面面积的减少，极惯性矩Ip增大，箱梁扭转角θ减少，整体的偏移量减少。　　（2）基于现有实验设计ABAQUS有限元模型，选取合理的单元属性、材料属性、连接方式、边界条件和网格划分进行有限元模拟。　　（3）运用控制变量法，分别对波形钢腹板型号变化、腹板与底板夹角大小变化、横隔板设置数量变化对波形钢腹板组合箱梁力学性能的影响进行研究。　　（4）模型结果显示，1600型的钢腹板在受弯和受扭状态下，应力及位移比1200型和1000型腹板要小，但是减少幅度不大；受弯状态下，箱梁的应力随着腹板与底板夹角的增大向着均匀且减少的方向发展，但是跨中挠度却是随夹角的增大而增大；受扭状态下，箱梁的应力和底板偏转量随夹角的增大而减少。　　（5）受扭状态下，有横隔板的箱梁底板偏转量比无横隔板的箱梁要减少很多，但是当横隔板数量达到4个时，再添加横隔板，底板偏转量基本上不再减少。
作者：	江胤臻
专业：	建筑与土木工程
导师：	李三庆;王建华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安工业大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文