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钢桁腹组合梁力学性能分析与试验研究
| 论文题名： | 钢桁腹组合梁力学性能分析与试验研究 |
| 关键词： | 钢桁腹混凝土组合梁桥;受力规律;破坏形态;极限承载力 |
| 摘要： | 钢桁腹混凝土组合梁桥是近年来新兴的一种新型钢-混组合结构桥梁，主要由混凝土顶板、混凝土底板、体内（外）预应力钢筋和钢桁腹杆组成。采用钢桁腹杆代替传统的混凝土腹板，有效地解决了传统混凝土箱梁腹板易于开裂的问题，钢桁腹杆的使用极大的减轻了混凝土箱梁的自重，另外不连续的钢桁腹杆增加了桥梁的通透性，有效地提高了桥梁的抗风作用。混凝土顶板、混凝土底板代替了桁架结构中的上弦杆与下弦杆参与受力，减少了钢材的用量。体内（外）预应力索的使用大大地提高了箱梁的空间利用率，有效地解决了正负弯矩区混凝土顶、底板易于开裂的问题。钢桁腹杆可工厂化预制，大大缩短了施工工期。 目前，钢桁腹混凝土组合梁在我国的研究与实践尚处于初步应用阶段。以钢桁腹混凝土组合梁试验梁作为研究对象，对其基本受力规律、破坏形态及极限承载力计算等问题进行了研究，主要研究内容如下： （1）对钢桁腹混凝土组合梁试验梁进行静力加载试验，研究其在对称荷载作用下的受力性能以及破坏形态。试验结果表明：钢桁腹混凝土组合梁从加载至破坏共经历弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段三个阶段，破坏的形态是典型的弯曲破坏，钢桁腹杆通过贯穿钢筋将混凝土顶板、混凝土底板有效地连接在一起，结构的整体受力性能良好。 （2）利用ABAQUS有限元分析软件建立与试验梁相同的有限元模型，对其变形、受力特点、破坏形态等力学性能进行分析，并与试验结果进行对比。 （3）根据钢桁腹混凝土组合梁的受力特点，推导出腹杆的轴力公式，并将试验结果及有限元分析结果与其进行对比，验证公式的准确性。 （4）按照剪切变形相等的原则，将钢桁腹杆等效为连续的钢腹板或混凝土腹板，在等效梁的基础上，选用合适的剪力滞翘曲位移函数，根据能量变分原理推导了钢桁腹混凝土组合梁在考虑剪切变形与剪力滞效应作用下的挠度计算公式，通过对比公式计算结果与试验结果及有限元分析结果，验证公式的准确性。 （5）根据钢桁腹混凝土组合梁的破坏形态，对不同破坏形态下组合梁的极限承载力进行了分析，通过将试验结果及有限元分析结果与公式计算结果三者进行对比，验证公式的准确性。 |
| 作者： | 蒋明利 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈建兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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