混凝土箱梁温度应力场分析研究

发布时间：2017-04-10 15:11

  本文关键词：混凝土箱梁温度应力场分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着交通工程的发展,箱型截面梁由于其良好的截面性能而在桥梁建设中被广泛采用。近六十年来,世界各地不断发生的因为温度应力而导致桥梁裂损的事故,使得箱梁的温度分布情况及其产生的应力逐渐受到人们的重视并开展研究。世界各国针对温度梯度和温度应力的研究都已取得了相应成果,但由于温度场受自然因素影响极大,各地的气候复杂多变,对结构的影响也不尽相同,这些均说明在考虑环境温度对桥梁结构的影响时既要遵照相关规范,又要考虑各地区的温度场特点。本文在热力学基本理论的基础上,建立了混凝土箱梁的三维导热方程,并通过对其边界条件的分析给出了求解方法;通过对预制混凝土箱梁缩尺模型的检测试验,得到了箱梁在日照条件下温度场和温度应力的现场实测数据;通过对箱梁温度场的数据的归纳整理,分析了箱梁的各个板件的温度变化规律,在此基础上选取沿截面竖向分布的数个测点,拟合出适合本文环境特征下的箱梁的竖向温度梯度函数,并将该函数与各国规范进行对比分析。随后用有限元软件Midas Civil进行模拟,将观测值和该软件模拟得到的计算值进行比较,比较结果验证了本文对边界条件分析的准确性以及模拟方法的正确性。最后通过对有限元模型施加各国规范规定的温度梯度,得到了箱梁的应力值,针对箱梁在设计时对温度应力的考量给出了建议,以供理论研究和工程应用参考
【关键词】：混凝土箱梁 边界条件 温度场 温度应力
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.5
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 概述10
• 1.2 混凝土箱梁的温度作用10-11
• 1.3 国内外研究概况11-13
• 1.3.1 国外研究概况11-12
• 1.3.2 国内研究概况12-13
• 1.4 当前存在的问题13-14
• 1.5 本文主要研究内容14-15
• 第二章 混凝土箱梁的温度效应理论及日照温度场分析15-23
• 2.1 混凝土箱梁温度场分析的基本假定15-16
• 2.2 混凝土箱梁的热传导方程16-17
• 2.3 混凝土箱梁传热边界条件的分析17-21
• 2.3.1 概述17
• 2.3.2 太阳辐射的相关天文参数17-19
• 2.3.3 太阳辐射量的计算19-20
• 2.3.4 辐射换热20
• 2.3.5 对流换热20-21
• 2.4 混凝土箱梁边界条件的建立21
• 2.5 小结21-23
• 第三章 混凝土箱梁温度场的观测与分析23-42
• 3.1 引言23
• 3.2 模型设计与观测截面的设置23-24
• 3.3 主要试验材料与仪器简介24-25
• 3.4 截面温度测点25-26
• 3.5 混凝土箱梁温度场的观测结果与分析26-33
• 3.5.1 混凝土箱梁沿梁跨纵向温度场分布27-29
• 3.5.2 混凝土箱梁顶板29-31
• 3.5.3 混凝土箱梁腹板31-32
• 3.5.4 混凝土箱梁底板32-33
• 3.6 混凝土箱梁的温度场分布33-41
• 3.6.1 国内外桥梁相关设计规范中关于温度梯度的规定33-37
• 3.6.2 箱梁温度梯度的拟合37-41
• 3.7 小结41-42
• 第四章 箱梁模型日照温度场的有限元分析42-54
• 4.1 概述42
• 4.2 温度场问题的有限元法42-44
• 4.3 有限元计算参数的确定44-48
• 4.3.1 导热系数、比热容及其他基本物理参数44-45
• 4.3.2 大气温度的确定45-46
• 4.3.3 综合换热系数的确定46-48
• 4.3.4 太阳辐射量的确定48
• 4.4 温度场的有限元模拟48-50
• 4.4.1 有限元模型的建立49
• 4.4.2 边界条件的确定49-50
• 4.4.3 求解及分析结果的显示50
• 4.5 箱梁日照温度场计算值与实测值的对比50-52
• 4.6 小结52-54
• 第五章 混凝土箱梁温度效应分析54-63
• 5.1 概述54
• 5.2 温度应力问题的有限元法54-56
• 5.3 箱梁模型温度效应分析56-60
• 5.3.1 箱梁模型温度效应的计算56-57
• 5.3.2 箱梁模型计算值与实测值的比较57-60
• 5.4 各国规范的温度梯度导致的温度应力的比较60-62
• 5.5 小结62-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 主要结论63-64
• 6.2 存在的问题以及一些建议64-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-68
• 作者简历68

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