彎曲荷載下鋼

1、彎曲荷載下鋼混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗(yàn)研究鋼- 混組合梁橋不僅具有受力性能良好、較好的抗震性能、自重輕、施工方便等優(yōu)點(diǎn) , 較大的跨越能力是鋼 - 混組合梁橋另一顯著優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)對(duì)橋梁跨徑需求較大時(shí) , 鋼- 混組合梁橋是優(yōu)先考慮的橋梁結(jié)構(gòu)形式。隨著鋼 - 混組合梁橋跨徑的增大 , 鋼 - 混組合梁橋的腹板高度也隨之增加 , 一般的大跨徑鋼 - 混組合梁橋的高跨比為 1/201/25 。鋼 - 混組合梁橋中腹板高度的增加 , 對(duì)鋼 - 混組合梁橋的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn) , 我國(guó)現(xiàn)有的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范在一定程度上并不能滿足鋼 - 混組合梁橋腹板的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算要求。鋼- 混組合梁橋中腹板的穩(wěn)定性問題歸根結(jié)底還是

2、板件穩(wěn)定性問題 , 而板件邊界條件的確定是進(jìn)行板件穩(wěn)定性問題研究分析的關(guān)鍵 , 目前板件穩(wěn)定性分析理論對(duì)板件的邊界條件主要采用兩種簡(jiǎn)化形式 : 四邊簡(jiǎn)支邊界與四邊嵌固邊界。 鋼-混組合梁橋中 , 混凝土橋面板與鋼主梁之間主要是通過剪力釘進(jìn)行連接?；炷翗蛎姘?、 剪力釘、鋼主梁翼緣對(duì)腹板均會(huì)產(chǎn)生彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用, 鋼-混組合梁橋鋼腹板邊界具有明顯的彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束特征, 實(shí)際邊界是介于簡(jiǎn)支邊界與嵌固邊界之間。 本人所在課題組研究了剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素對(duì)組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束系數(shù)的影響 , 并推導(dǎo)了考慮剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素的組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束系數(shù)的計(jì)算公

3、式及鋼 - 混組合梁腹板臨界屈曲應(yīng)力計(jì)算公式, 開展了剪切荷載下鋼 - 混組合梁的腹板屈曲試驗(yàn)研究工作 , 采用試驗(yàn)手段驗(yàn)證了剪切荷載下上述公式的適用性與正確性。本文在以上研究基礎(chǔ)上完成了彎曲荷載下鋼- 混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗(yàn)研究工作 , 主要完成工作如下 :(1) 分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于板件穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀。通過查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn) , 對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于板件穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解, 分析現(xiàn)有研究存在的不足之處 , 說明開展彎曲荷載下鋼 - 混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗(yàn)研究的重要意義 , 在本人所屬課題組之前關(guān)于鋼- 混組合梁腹板穩(wěn)定性的研究基礎(chǔ)上針對(duì)這些不足引出本文的研究主要內(nèi)容與擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。(

4、2) 介紹鋼 - 混組合梁腹板彎曲屈曲分析理論。 詳細(xì)介紹了考慮剪力釘布置方式、結(jié)構(gòu)尺寸、材料參數(shù)等影響因素的組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束系數(shù) 的計(jì)算公式 ,在此基礎(chǔ)上介紹了彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束邊界的鋼- 混組合梁腹板彎曲臨界屈曲應(yīng)力的計(jì)算公式 , 為后續(xù)開展彎曲荷載下鋼- 混組合梁腹板穩(wěn)定性試驗(yàn)研究奠定理論基礎(chǔ)。(3) 鋼- 混組合梁腹板彎曲屈曲有限元數(shù)值分析。采用有限元數(shù)值分析方法,運(yùn)用 ANSYS軟件對(duì)鋼 - 混組合模型試驗(yàn)梁進(jìn)行建模, 對(duì)兩點(diǎn)集中荷載下有限元模型的屈曲特性進(jìn)行了分析。獲得了試驗(yàn)梁有限元模型的跨中豎向位移、腹板平面外位移、 應(yīng)力分布、屈曲模態(tài)等有限元分析結(jié)果。通過有限元分析結(jié)果與本文公式計(jì)算結(jié)果的對(duì)比, 驗(yàn)證本文計(jì)算公式的正確性。(4) 鋼- 混組合梁腹板彎曲屈曲試驗(yàn)研究。采用試驗(yàn)手段 , 對(duì)彎曲應(yīng)力作用下鋼 - 混組合模型試驗(yàn)梁的彎曲屈曲特性開展了研究。通過試驗(yàn)結(jié)果與本文公式計(jì)算結(jié)果的對(duì)比 , 對(duì)本文彎曲臨界屈曲應(yīng)力計(jì)算公式的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。 試驗(yàn)還研究了剪力釘布置方式對(duì)組合翼緣彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束系