混凝土箱梁考虑剪力滞效应的刚度计算研究

发布时间：2019-11-19 01:51

【摘要】：箱梁因具有很好的适应性与诸多优点而被广泛采用并大量应用到现代化桥梁建设领域。我国幅员辽阔、地质情况复杂,箱形截面梁既要满足安全和经济条件又要有更大的跨径,于是更薄的腹板与较轻自重的薄壁箱梁应用而生。受到对称荷载作用的薄壁结构不可避免产生剪滞效应,上下翼缘板产生剪切变形引起截面实际抗弯刚度变化且可能影响桥梁构件的安全性。由于薄壁箱梁腹板面积较小,剪力流可能过大造成腹板剪切破坏,目前我国相关设计规范在一定范围内忽略剪力滞的影响。混凝土箱梁不可避免会产生裂缝,开裂会影响钢筋与混凝土协同工作性能,对于RC箱梁而言更为明显,RC箱梁一旦受拉区开裂截面抗弯刚度就会减小。本文围绕箱梁考虑剪力滞效应下刚度与开裂RC箱梁考虑剪力滞效应的实用抗弯刚度计算方法开展研究。(1)利用一维剪切理论分别计算二期恒载和换算均布荷载作用于考虑剪切效应下铁路32m标准混凝土箱梁竖向挠度的Timoshenko梁理论解并与初等梁理论解对比;分析不同荷载工况作用下标准箱梁下考虑与不考虑剪切变形情况对梁模型竖向变形的影响。(2)本文从已有文献以翼板剪切转角为剪力滞位移且证明剪力滞效应是相对独立力学行为角度出发,由于材料力学计算刚度仅适用梁的纯弯区段而未考虑实际存在弯剪区段并且未考虑箱梁剪力滞效应的影响,假设竖向挠曲变形主要包括考虑剪滞下翼缘板变形和腹板剪切变形并推导箱梁考虑剪滞与剪切效应下刚度修正的解析解表达式。对比本文推导考虑剪滞与剪切效应下线性刚度修正表达式计算箱梁挠度的解析解与有限元数值解,证明本文方法在一定范围的准确性与合理性。(3)推导了开裂钢筋混凝土箱梁考虑剪力滞效应的短期刚度计算表达式,结合已有箱梁算例且利用本文短期刚度计算方法得到的解析解与ANSYS数值解对比分析,结果表明:本文方法计算的钢筋混凝土箱梁剪力滞效应的跨中短期挠度与有限元结果吻合良好;本文推导了考虑剪力滞效应的RC箱梁承受长期荷载作用下的长期修正刚度表达式,结合已有箱梁模型,分别利用规范给出的公式和本文长期挠度修正表达式计算了跨中的长期挠度,与规范计算结果相比,本文方法计算得到箱梁跨中长期与短期挠度的比值更接近文献模型实验结果。
【图文】：

开裂钢筋混凝土应以应变关系

开裂前后换算截面（原截面、开裂前、开裂后）
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U441

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本文编号：2562868