钢管混凝土拱徐变稳定承载力计算方法与可靠度分析

发布时间：2021-02-03 05:30

　　随着钢管混凝土拱桥跨度增加,稳定问题日益突出。现有钢管混凝土拱稳定承载力计算公式多为拟合形式,物理意义不明,适用范围受限于用于拟合公式的有限元分析参数范围。此外,为确保使用所提公式能达到规范对结构安全性的要求,需采用可靠度的方法对工程参数范围内的钢管混凝土拱稳定承载力的安全系数进行评定,但相关研究工作尚不系统。为此,本文以沿跨度方向均布荷载作用下的单圆管钢管混凝土抛物线形无铰拱为研究对象,进行了以下研究工作:（1）基于等效梁柱法,在确定了拱的有效计算长度系数与采用1/4跨处截面内力作为拱肋轴力代表值的合理性的基础上,通过修正Perry公式中等效缺陷因子的方法来考虑有效拱段与等效柱沿长度方向轴力分布的差异,其中等效缺陷因子的公式基于课题组前期有限元分析结果回归得到,最终提出了钢管混凝土拱平面内和出平面稳定承载力计算公式,与有限元分析结果吻合良好。（2）鉴于混凝土时效作用所引起的拱肋屈曲前变形对稳定承载力影响的核心因素为增加了构件的二阶效应,基于初弯曲构件稳定理论推导得到了钢管混凝土拱稳定承载力Perry公式中等效缺陷因子的徐变放大系数,提出了考虑徐变影响的钢管混凝土拱平面内与出平面稳定承... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 钢管混凝土拱稳定公式研究现状
        1.2.2 钢管混凝土拱徐变稳定公式研究现状
        1.2.3 钢管混凝土拱可靠度分析研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 钢管混凝土拱稳定承载力计算公式
    2.1 引言
    2.2 有限元模型介绍
        2.2.1 单元类型与网格划分
        2.2.2 材料本构
        2.2.3 初始缺陷
        2.2.4 分析方法
        2.2.5 模型验证
    2.3 钢管混凝土拱平面内稳定承载力计算公式
        2.3.1 平面内稳定等效梁柱法
        2.3.2 考虑几何非线性与材料非线性的等效梁柱法
        2.3.3 平面内稳定承载力计算公式
    2.4 钢管混凝土拱出平面稳定承载力计算公式
        2.4.1 出平面稳定等效梁柱法
        2.4.2 出平面稳定承载力计算公式
    2.5 本章小结
第3章 钢管混凝土拱徐变稳定承载力计算公式
    3.1 引言
    3.2 有限元模型介绍
        3.2.1 加载过程
        3.2.2 材料本构
        3.2.3 分析方法
        3.2.4 模型验证
    3.3 钢管混凝土徐变稳定计算公式
    3.4 本章小结
第4章 钢管混凝土拱徐变稳定承载力概率模型分析
    4.1 引言
    4.2 基本随机变量的概率模型
        4.2.1 混凝土强度
        4.2.2 钢材强度
        4.2.3 混凝土弹性模量
        4.2.4 钢材弹性模量
        4.2.5 几何尺寸
        4.2.6 混凝土徐变模型的不确定性
        4.2.7 平面内徐变稳定公式的不确定性
        4.2.8 出平面徐变稳定公式的不确定性
    4.3 考虑相关性的蒙特卡罗模拟原理
        4.3.1 不确定性传递分析
        4.3.2 拉丁超立方体抽样
        4.3.3 基于Nataf变换考虑基本随机变量相关性的蒙特卡罗模拟
    4.4 概率模型与灵敏度分析
        4.4.1 考虑基本随机变量相关性的承载力概率模型分析
        4.4.2 灵敏度分析
    4.5 本章小结
第5章 可靠度分析与安全系数评定
    5.1 引言
    5.2 一次可靠度方法（FORM）基本原理
    5.3 极限状态表达式和目标可靠指标
        5.3.1 极限状态函数
        5.3.2 目标可靠指标
    5.4 平面内徐变稳定承载力可靠度分析及抗力分项系数
        5.4.1 可靠度分析
        5.4.2 抗力分项系数评定
    5.5 出平面徐变稳定承载力可靠度分析及抗力分项系数
        5.5.1 可靠度分析
        5.5.2 抗力分项系数评定
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑徐变非线性的钢管混凝土柱徐变稳定承载力计算方法[J]. 肖思柯,耿悦,刘昌永,王玉银.  建筑结构学报. 2019(S1)
[2]大长细比抛物线形钢管混凝土无铰拱平面内稳定性能研究[J]. 殷海棠,耿悦,阳环宇,王玉银.  建筑结构学报. 2017(S1)
[3]我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望[J]. 陈宝春,韦建刚,周俊,刘君平.  土木工程学报. 2017(06)
[4]抛物线形钢管混凝土无铰拱出平面稳定性能研究[J]. 耿悦,周昌杰,王玉银,张素梅.  建筑结构学报. 2015(S1)
[5]钢管混凝土圆弧桁架拱平面内徐变稳定分析[J]. 董宁娟,刘超,赵洪金.  计算力学学报. 2014(05)
[6]基于有限元可靠度反分析的钢管混凝土拱稳定设计方法[J]. 蒋伟,吕大刚.  建筑结构学报. 2013(02)
[7]混凝土两铰圆弧拱的面内徐变稳定性[J]. 蒋伟,吕大刚.  工程力学. 2012(S2)
[8]327座钢管混凝土拱桥的统计分析[J]. 陈宝春,刘福忠,韦建刚.  中外公路. 2011(03)
[9]铰接钢管混凝土圆弧拱平面内徐变稳定[J]. 王玉银,刘昌永,张素梅.  工程力学. 2011(03)
[10]钢管混凝土拱桥可靠度分析[J]. 康海贵,张晶,余大胜.  大连理工大学学报. 2011(02)

博士论文
[1]钢管混凝土拱施工阶段抗风性能与成桥阶段稳定性能研究[D]. 吴欣荣.哈尔滨工业大学 2015
[2]钢管混凝土拱肋稳定性的可靠度分析与安全系数评定[D]. 蒋伟.哈尔滨工业大学 2014
[3]钢管混凝土实肋拱面外稳定性能研究[D]. 李晓辉.福州大学 2011

硕士论文
[1]钢管混凝土抛物线拱平面外稳定性能研究[D]. 梁勇.哈尔滨工业大学 2016
[2]大长细比钢管混凝土拱平面内徐变稳定性能分析[D]. 阳环宇.哈尔滨工业大学 2015
[3]高强度结构钢材材料设计指标研究[D]. 朱希.清华大学 2015
[4]钢管混凝土抛物线拱平面内稳定性能研究[D]. 李晓倩.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3015981