地震作用下曲线箱梁剪力滞效应试验研究
本文关键词:地震作用下曲线箱梁剪力滞效应试验研究 出处:《武汉工程大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:曲线箱梁桥是桥梁工程中的一种重要桥型,但在曲线箱梁桥中,剪力滞效应是一个不可忽视的问题。近年来,许多专家学者对箱梁剪力滞效应进行了广泛深入的研究,取得了许多研究成果,但这些研究主要是集中在静荷载作用下的曲线箱梁剪力滞效应研究。对于在动荷载作用下,尤其是在地震作用下的剪力滞效应的研究较少,因此,研究地震作用下曲线箱梁剪力滞效应很有必要。本文以悬臂曲线箱梁为研究对象,以大型通用有限元软件ANSYS为平台,建立曲线箱梁剪力滞效应分析模型,分析其在地震作用下的剪力滞效应;同时进行地震模拟振动台试验,研究了试验模型在地震作用下的剪力滞效应,并对数值分析与振动台试验研究的结果进行了对比分析,主要研究内容如下:(1)阐述了曲线箱梁剪力滞的概念和剪力滞系数计算方法,探讨了目前实验中结构抗震试验方法的适用性和局限性。(2)采用有限元法分析曲线箱梁在不同地震加速度时程的地震作用下的动力响应,并采用简化的剪力滞系数计算方法,计算出各节点的剪力滞系数,结果表明在不同地震加速度时程的地震作用下各节点每时刻的剪力滞系数值相接近,并且都在基准值附近变化,同时得出地震作用下悬臂曲线箱梁在固定端截面的剪力滞效应较L/2截面的明显。(3)采用大型通用有限元软件ANSYS进行悬臂曲线箱梁材料非线性下剪力滞效应分析计算,研究分析了在地震作用下,箱梁曲率半径、箱梁腹板间距和翼缘宽度等几何参数对曲线箱梁材料非线性下剪力滞效应的影响。总结出几何参数对剪力滞效应的影响规律,结果显示曲线箱梁曲率半径和腹板间距的变化对剪力滞效应的影响显著。曲线箱梁桥设计中合理选择这些几何参数能够起到减小剪力滞效应的作用。(4)通过对悬臂有机玻璃曲线箱梁模型振动台试验研究与数值分析,结果表明有机玻璃曲线箱梁模型在地震作用下腹板与翼缘交接处的剪力滞效应明显,同时不同地震作用下相同条件的有机玻璃曲线箱梁剪力滞系数变化不大,试验结果与有限元软件ANSYS结果变化趋势基本上吻合,验证了有限元软件ANSYS分析方法的可行性。
[Abstract]:Curved box girder bridge is an important bridge type in bridge engineering, but in curved box girder bridge, shear lag effect is a problem that can not be ignored in recent years. Many experts and scholars have carried out extensive and in-depth research on box girder shear lag effect and obtained many research results. However, these researches are mainly focused on the shear lag effect of curved box girder under static load. It is necessary to study the shear lag effect of curved box girder under earthquake. In this paper, the cantilever curved box girder is taken as the research object, and the large-scale general finite element software ANSYS is used as the platform. The shear lag effect analysis model of curved box girder is established, and its shear lag effect under earthquake action is analyzed. At the same time, the seismic simulation shaking table test was carried out, and the shear lag effect of the test model under the earthquake action was studied, and the results of numerical analysis and shaking table test were compared and analyzed. The main research contents are as follows: (1) the concept of shear lag of curved box girder and the calculation method of shear lag coefficient are expounded. In this paper, the applicability and limitation of the structural seismic test method in the present experiment are discussed. The finite element method is used to analyze the dynamic response of the curved box girder under the earthquake action of different earthquake acceleration time history. The simplified calculation method of shear lag coefficient is used to calculate the shear lag coefficient of each node. The results show that the shear lag coefficient of each node is close to each moment under the earthquake action of different earthquake acceleration time history. And they all change around the base value. At the same time, the shear lag effect of cantilever curved box girder at fixed end under earthquake action is more obvious than that of L / 2 section. The shear lag effect of cantilever curved box girder under nonlinear condition is analyzed and calculated by using the general finite element software ANSYS. The curvature radius of box girder under earthquake action is studied and analyzed. The influence of geometric parameters such as web spacing and flange width on shear lag effect of curved box girder under material nonlinearity is summarized. The results show that the variation of curvature radius and web spacing of curved box girder has a significant effect on shear lag effect. The reasonable selection of these geometric parameters in the design of curved box girder bridge can reduce the shear lag effect. The shaking table test and numerical analysis of cantilever plexiglass curved box girder model were carried out. The results show that the shear lag effect at the junction between web and flange of the curved box girder model of plexiglass is obvious under the earthquake, and the shear lag coefficient of the curved box girder under different earthquake conditions has little change. The experimental results are in good agreement with the results of the finite element software ANSYS, which verifies the feasibility of the finite element software ANSYS analysis method.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441;U448.213
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,本文编号:1411919
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