管拱形波纹钢板综合管廊结构局部屈曲分析

发布时间：2022-05-03 05:41

　　随着综合管廊跨度的增加,波纹钢板截面的波长和波深进一步加大,其钢板平直段在管廊整体结构达到极限承载力之前可能发生局部屈曲。本文对管拱形截面波纹钢板管廊结构的钢板平直段的局部屈曲进行了研究,推导了钢板平直段局部屈曲的理论公式,同时,考虑了钢板波纹段对平直段的实际约束作用以及管廊结构底部圆弧实际存在的曲率,对理论公式进行了修正。建立了管拱形截面波纹钢板综合管廊的整体有限元模型,将有限元结果与修正公式的理论值对比分析,进一步验证了修正公式的适用性。最后,根据屈服准则和等稳准则,给出了防止管拱形波纹钢板平直段局部屈曲的宽厚比限值计算公式,可为实际工程提供参考。主要内容如下:（1）根据管拱形波纹钢板综合管廊的实际受力特点,提出了分析波纹钢板平直段局部屈曲的计算模型,简化了钢板波纹段对平直段的约束作用以及土体对管廊底部钢板平直段的支承作用,推导了屈曲半波数分别为偶数和奇数时屈曲荷载的理论公式,分析了理论公式中各参数对屈曲荷载的影响。（2）对波纹钢板平直段的局部屈曲进行了更深入的研究,考虑了钢板波纹段对平直段的实际约束作用以及管廊底部圆弧实际存在的曲率,进一步对理论公式进行了修正。结果表明,钢板波纹... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 已有研究存在的问题与不足
    1.4 本文主要研究内容
2 波纹钢板平直段弹性局部屈曲承载力分析
    2.1 计算模型
        2.1.1 研究对象选取
        2.1.2 土-钢相互作用简化
        2.1.3 计算模型
    2.2 屈曲荷载理论公式
        2.2.1 基本理论
        2.2.2 弹性屈曲荷载
    2.3 理论公式参数分析
        2.3.1 土体弹簧刚度的影响
        2.3.2 转动弹簧刚度的影响
        2.3.3 纵横比的影响
    2.4 弹性屈曲荷载理论公式有限元验证
    2.5 本章小结
3 钢板波纹段对平直段的弹性约束作用分析
    3.1 分析模型
    3.2 钢板波纹段对平直段的弹性约束作用
    3.3 公式修正
    3.4 本章小结
4 管廊整体结构中局部屈曲有限元分析
    4.1 有限元模型
        4.1.1 ABAQUS壳单元和实体单元模型介绍
        4.1.2 模型尺寸及材料特性
        4.1.3 施工阶段模拟
    4.2 有限元分析
        4.2.1 管廊变形模式
        4.2.2 管廊屈曲应力
    4.3 本章小结
5 管拱形波纹钢板综合管廊局部屈曲设计建议
    5.1 板屈曲理论的应用
    5.2 屈服准则
    5.3 等稳准则
        5.3.1 回填土高度的影响
        5.3.2 土体弹性模量的影响
        5.3.3 等稳准则下公式的简化
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
硕士研究生学习阶段发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]土-钢共同作用下大跨度波纹钢板管廊结构局部屈曲分析[J]. 陈天黎,苏明周,王会萌.  工程力学. 2019(10)
[2]高填方大直径钢波纹管涵洞力学特性[J]. 褚夫蛟,曾水生,方文富,王培森.  东北大学学报(自然科学版). 2016(09)
[3]管拱型钢波纹管涵洞有限元计算分析[J]. 李祝龙,曹彪,梁养辉,姜涛,郭力源.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]波纹管涵洞关键设计参数研究[J]. 郑小艳,胡连军.  铁道工程学报. 2016(06)
[5]不锈钢焊接工字形截面轴压构件局部屈曲分析[J]. 王元清,袁焕鑫,杜新喜,陈晓婉,石永久.  工业建筑. 2015(12)
[6]不同断面线形波纹钢管涵结构力学性能研究[J]. 孙海波,刘鹏飞,刘保东,徐伟博,高猛.  公路交通科技. 2015(10)
[7]钢波纹管涵洞受力与变形特性模拟试验研究[J]. 冯忠居,乌延玲,贾彦武,熊山铭,王彦志.  岩土工程学报. 2013(01)
[8]钢箱梁简单板件局部屈曲系数公式推导[J]. 邹桂生,栾咭乐.  天津建设科技. 2012(03)
[9]大直径钢波纹管涵有限元计算分析[J]. 骆志红.  交通科技. 2011(01)
[10]弹性支承上边界转动约束矩形板屈曲分析[J]. 毛佳,江振宇,陈广南,张为华.  工程力学. 2010(12)

硕士论文
[1]覆土波纹钢管涵刚柔性的对比试验研究[D]. 王振.北京交通大学 2013



本文编号：3650739