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圆钢管混凝土翼缘—组合梁桥应用研究

作　者: 郑霜杰
导　师: 王春生
学　校: 长安大学
专　业: 交通运输工程
关键词: 钢-混混凝土组合梁 圆形钢管混凝土翼缘 承载力 剪切屈曲 有限元 应用
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


圆钢管翼缘一钢混组合梁是由工字钢混凝土组合梁的结构形式演变而来,是一种新型的结构,国内外对其研究很少。为了解这种新型结构的受力性能特点,本文对其进行了理论与应用研究,具体工作如下：1.基于已有的文献与实验结果,对组合梁截面计算提出假定,通过材料力学基本理论对组合梁的截面特性,弹性抗弯、抗剪承载力,弹塑性极限弯矩及弹性阶段的变形进行了理论推导；总结了组合梁钢腹板的剪切屈曲破坏模式与相应的抗剪切屈曲承载力计算公式。2.对圆钢管混凝土翼缘-组合梁进行了有限元分析,得到了组合梁截面圆钢管壁厚、腹板厚度、高度等参数对结构破坏模式及工作性能的影响。3.分析与总结了组合梁构件制作到施工方面的工艺。探讨了桥梁工程实际荷载作用下,组合梁截面设计和梁跨径布置等方面的问题,提出了圆钢管混凝土翼缘-组合梁桥的合理截面尺寸构造与桥面系布置要求。4.对比了不同截面等效模式下圆钢管翼缘一组合梁与工字钢截面性能的差异,并在此基础上通过算例分析了两种截面形式的简支梁桥的静力特性与动力特性,对两种结构的经济性能进行了初步探讨。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 研究目的和意义  9-10
  1.2 钢-混凝土组合结构的应用和研究现状  10-14
    1.2.1 钢-混凝土组合梁结构的应用和研究概况  10-12
    1.2.2 钢管混凝土结构的应用和研究现状  12-14
  1.3 圆钢管混凝土翼缘-组合梁的研究现状  14
  1.4 本文研究方法与研究思路  14-15
  1.5 本文研究的主要内容  15-16
第二章 圆钢管混凝土翼缘-组合梁受力性能分析  16-31
  2.1 计算基本假定  16-18
    2.1.1 平面钢腹板截面特性  16-17
    2.1.2 波纹钢腹板截面特性  17-18
  2.2 钢腹板屈服弯矩分析  18-24
    2.2.1 平面钢腹板屈服弯矩  18-20
    2.2.2 波纹钢腹板屈服弯矩  20
    2.2.3 平面钢腹板极限弯矩  20-24
    2.2.4 波纹钢腹板极限弯矩  24
  2.3 组合梁抗剪承载力分析  24-29
    2.3.1 平面钢腹板组合梁抗剪  24-27
    2.3.2 波纹钢腹板组合梁抗剪  27-29
  2.4 组合梁变形分析  29-30
    2.4.1 平面钢腹板组合梁挠度  29
    2.4.2 波纹钢腹板组合梁挠度  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 圆钢管混凝土翼缘-组合梁有限元数值分析  31-50
  3.1 有限元基本理论  31-36
    3.1.1 材料非线性  31-33
    3.1.2 几何非线性  33-34
    3.1.3 非线性有限元求解方法  34-36
  3.2 圆钢管混凝土翼缘-组合梁有限分析  36
    3.2.1 有限元分析模型  36
    3.2.2 单元选取  36
  3.3 组合梁参数对受力性能影响分析  36-49
    3.3.1 钢管壁厚对组合梁受力性能影响  36-39
    3.3.2 腹板高度组合梁受力性能影响  39-43
    3.3.3 腹板厚度组合梁受力性能影响  43-49
  3.4 小结  49-50
第四章 圆钢管混凝土翼缘-组合梁制作与连接构造研究  50-64
  4.1 圆钢管混凝土翼缘-组合梁焊接制作工艺  50-54
    4.1.1 构件下料与焊接材料的选择  50-51
    4.1.2 钢管混凝土的浇注  51-52
    4.1.3 组合梁焊接线形控制  52
    4.1.4 组合梁的防腐涂装施工  52-54
  4.2 圆钢管混凝土翼缘-组合梁桥面结构  54-63
    4.2.1 主纵梁构造  54-62
    4.2.2 圆钢管混凝土翼缘-组合梁桥的纵横向连接构造  62-63
  4.3 小结  63-64
第五章 圆钢管混凝土翼缘-组合梁在桥梁的应用探讨  64-74
  5.1 桥型方案构思  64-65
  5.2 算例分析  65-73
    5.2.1 梁桥初步设计  65-67
    5.2.2 有限元分析  67-73
  5.3 小结  73-74
结论与建议  74-76
  结论  74-75
  建议  75-76
参考文献  76-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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