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波形钢腹板PC组合箱梁腹板剪切屈曲稳定性能研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC组合箱梁腹板剪切屈曲稳定性能研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板;组合箱梁桥;非线性;剪切屈曲性能;稳定性 |
| 摘要： | 波形钢腹板PC组合箱梁桥结构因能够充分利用混凝土和钢腹板的材料特点及结构受力明确等优势而受到国内外众多设计师的青睐，然而国内对该桥型的理论研究尚处于探索阶段，实际工程应用较少，设计与施工水平有待进一步提高。 在波形钢腹板PC组合箱梁抗剪承载力验算中，波形钢腹板的剪切屈曲稳定扮演着不可替代的控制因素，因此对其进行定性定量分析显得异常必要。本文在分析国内外现有研究成果和工程设计实例的基础上，采用大型通用有限元程序ANSYS并结合现有理论，建立不同几何构造参数的腹板空间有限元模型，分别进行线性、非线性有限元分析计算，研究成果可为波形钢腹板在实桥中的尺寸设计提供理论依据。主要完成工作如下； 一、在大量阅读国内外有关该组合梁桥研究成果的基础上，对波形钢腹板屈曲稳定理论进行了整理，总结了腹板局部屈曲强度、整体屈曲强度及合成屈曲强度的线弹性理论公式，及考虑塑性变形的非线性经验公式。 二、采用ANSYS建立空间有限元模型，建模过程中假定剪力完全由波形钢腹板承担，即腹板处于纯剪切受力状态，波腹板几何尺寸在参考鄄城黄河大桥的基础上变化，在理想线弹性条件下对结构进行特征值屈曲分析，分别研究腹板波形形状（波高、波折角度、直板长度）、板厚、腹板高度和横隔板间距等变化对结构屈曲模态和屈曲极限荷载的影响规律，并将不同算例代入弹性屈曲理论公式进行计算，对各计算理论的准确性和适用性进行了评价和验证。 三、在腹板特征值屈曲分析的基础上，通过ANSYS非线性屈曲分析功能，采用一致缺陷模态法引入结构初始几何缺陷，并计入材料非线性、几何非线性和大变形效应等，启用ANSYS弧长搜索功能，对波形钢腹板全过程屈曲响应进行跟踪分析。研究各几何构造参数在非线性有限元计算条件下腹板剪切屈曲全过程荷载-位移曲线及屈曲极限荷载变化趋势，并对屈曲后行为进行研究分析。 四、将有限元计算值和理论计算结果进行对比分析，对线弹性和非线性范围内各理论公式的适用性进行评价，给出了相应计算建议采用的理论公式。 本文通过对波形钢腹板剪切屈曲稳定性能的研究，希望研究内容能为同类型桥梁的计算设计和施工工艺提供一定的理论参考。 |
| 作者： | 张琪 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 吴晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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