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复合材料简支箱梁的梁柱效应分析及试验研究
| 论文题名： | 复合材料简支箱梁的梁柱效应分析及试验研究 |
| 关键词： | 碳纤维复合材料;简支箱梁桥;压弯荷载;剪力滞效应;几何非线性;跨中挠度 |
| 摘要： | 碳纤维增强复合材料是一种新型的高强轻质材料,由于其具有耐腐蚀、抗疲劳眭能好多传统材料不具备的优点,所以近年来在工程领域被较为广泛的应用,碳纤维复合材料既可以用作功能材料,也可以做为结构材料。利用碳纤维复合材料形成的碳纤维复合材料箱梁要比钢筋混凝土箱梁更加轻质且不容易腐蚀和发生疲劳破坏,这一特性为桥梁结构跨径不断增大的发展目标提供了条件,但由于碳纤维复合材料是一种新型材料,关于它的理论研究、实践经验以及规范建设都还在进一步的发展探索过程中,所以对于碳纤维复合材料箱梁,本文只是对其在压弯荷载共同作用下简支箱梁的梁柱效应进行了数值模拟和模型试验研究,论文致力于得到在压弯荷载作用情况下,碳纤维复合材料简支箱梁正确、合理的梁柱效应结论。 论文是通过利用大型有限元软件ANSYS对碳纤维复合材料简支箱梁进行数值模拟,同时通过进行碳纤维复合材料简支箱梁模型试验研究的方式,来得到在压弯荷载作用下,不同碳纤维布铺层角度或者不同箱梁宽跨比的各碳纤维复合材料简支箱梁的梁柱效应。论文为了能够顺利达到预定目的,首先对碳纤维复合材料的性能做了介绍,说明了碳纤维复合材料应用到工程领域时存在的优点和缺点;其次对碳纤维复合材料在桥梁工程领域的各种应用进行了简介,同时简要介绍了复合材料箱梁在国内外的理论和试验研究现状以及复合材料箱梁的实际应用;在计算理论方面,为了了解复合材料的受力特性和影响因素,分别简要了解了复合材料力学中复合材料单层板和层合板的本构关系以及强度计算理论;由于箱梁结构在受力后较为复杂,所以对箱梁结构的结构特点、受力特点和受力后的反应进行了介绍,箱梁结构是一种能够有效抵抗弯扭的结构形式,其受力特点可以通过箱型截面受偏心荷载的效应来说明。论文为了明确表达,对箱型截面在一定的受力情况下,受力后可能产生的非线性效应进行了简介,同时详细说明了箱梁的梁柱效应特点。 论文的数值模拟和模型试验部分是对碳纤维复合材料简支箱梁在压弯荷载共同作用下的梁柱效应进行分析研究和对比说明,通过分析简支箱梁跨中应力和跨中挠度与碳纤维布铺层角度以及箱梁宽跨比之间的关系,发现碳纤维复合材料简支箱梁的跨中应力会随着碳纤维布铺层角度的增大而不断增大,也会随着箱梁宽跨比的减小而不断增大;碳纤维复合材料简支箱粱的跨中挠度也会随着铺层角度的增大和宽跨比的减小而不断增大。 |
| 作者： | 李卓蓉 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 吴亚平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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