基于三次样条函数的薄壁曲线梁弯扭耦合分析

发布时间：2020-05-06 06:28

【摘要】：薄壁曲线梁结构凭借其造型美观、对地形适应性强、节约建筑空间等方面的特点,被广泛的应用于现代桥梁工程、公路工程中。但由于剪力滞后、弯扭耦合等现象的存在,使其分析方法变的十分复杂。因此有必要对薄壁曲线梁结构的弯扭耦合进行专门深入的分析与研究。本文对于薄壁曲线梁弯扭耦合问题的分析,放弃了弯曲时的平截面假定以及乌曼斯基对扭转时纵向翘曲位移的假定,利用转换后的三次样条函数模拟纵向翘曲位移。标准的三次样条函数以广义节点位移为参数,很难保证各分肢连接处位移的连续,本文用实际节点位移代替广义节点位移作为计算参数,通过标准的三次样条函数推导出了转换后的三次样条函数来模拟纵向位移,从而由整个截面的样条插值变成了分段样条插值。考虑了弯曲剪应力及约束扭转翘曲剪应力,对薄壁曲线梁进行了弯扭耦合分析。建立了薄壁曲线梁弯扭耦合的哈密顿对偶求解体系,与传统的高阶微分方程组不同,哈密顿对偶方程为一阶微分方程组,采用精细积分法进行计算,通过算例验证了本方法的可行性。利用该方法对T型截面及箱型截面曲线梁进行了分析,总结了多种工况下宽跨比、宽厚比、泊松比及曲率等参数的变化对剪力滞后及弯扭耦合效应的影响,为桥梁设计人员提供了设计依据。
【图文】：

图 1-1 甘特大桥Fig. 1-1 Ganter bridge底竣工的甘特(Ganter)桥是一座钢筋混凝土公路桥[3]，位于路呈现出“S”型曲线盘绕于山谷之间，与主跨相连的两边跨有曲率半径大小为 200 米的曲线，使得大桥整体自然地呈现梁主跨长 174米，其两边跨各长 127米。图 1-2 濑户大桥Fig. 1-2 Seto bridge

河北工程大学硕士学位论文图 1-1 甘特大桥Fig. 1-1 Ganter bridge 年底竣工的甘特(Ganter)桥是一座钢筋混凝土公路桥[3]，位于公路呈现出“S”型曲线盘绕于山谷之间，与主跨相连的两边跨上有曲率半径大小为 200 米的曲线，使得大桥整体自然地呈桥梁主跨长 174米，其两边跨各长 127米。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

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本文编号：2650837