偏心荷载下薄壁箱梁的剪力滞、畸变及极限承载力分析

发布时间：2017-06-27 17:06

  本文关键词：偏心荷载下薄壁箱梁的剪力滞、畸变及极限承载力分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分析偏心荷载作用下的薄壁箱梁,不论是经典的Euler-Bernoulli梁理论还是Timoshenko梁理论,都不能考虑薄壁杆件结构的特性,如箱梁的剪力滞效应和畸变效应,两者都是三维的力学模型。为解决计算未知量多的问题,本文提出箱梁剪力滞、畸变分析的一维离散样条有限点法。安全性问题一直以来都是工程结构中最重要的问题,本文基于弹性模量缩减法,针对薄壁箱梁在偏心荷载下的极限承载力展开分析。本文的主要内容包括：(1)以附加挠度为广义位移,建立了薄壁箱梁剪力滞分析的样条有限点法,并分析了荷载形式、跨宽比和截面尺寸等对剪力滞效应的影响；该方法以较少的离散未知量可以得到到较为准确的结果,为更好地满足位移协调条件,先将结构划分子域再进行整体分析,集里兹法和有限元法的优点于一身,通过算例证明本文方法简单灵活、准确有效。(2)基于荷载分解法,以箱梁截面的畸变角为变量,沿梁长方向进行样条结点离散构造位移场,采用能量变分法,建立了箱梁畸变分析的样条有限点法,并分析了横隔板和截面尺寸对畸变角的影响。该方法在保证一定精度的前提下,进一步减少了计算未知量,提高了计算效率,在结点处物理意义明确,只需考虑样条子域之间的位移协调条件即可以分析变截面箱梁的畸变效应。(3)说明传统广义屈服函数在分析结构极限承载力时计算结果不稳定的缺陷,根据回归分析原理,将偏心荷载作用下箱梁的非齐次广义屈服函数进行齐次化处理；基于此,采用弹性模量缩减法分析偏心荷载作用下的箱梁极限承载力,克服了上述问题,计算简单高效,结果稳定。
【关键词】：薄壁箱梁 剪力滞 畸变 极限承载力 一维离散 样条有限点法 弹性模量缩减法
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.213
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 薄壁箱梁的剪力滞效应12-14
• 1.3 薄壁箱梁的畸变效应14-16
• 1.4 样条有限点法16-17
• 1.5 极限承载力分析17-20
• 1.6 本文主要内容20-21
• 第二章 薄壁箱梁剪力滞分析的样条有限点法21-43
• 2.1 引言21-22
• 2.2 样条有限点法22-25
• 2.2.1 样条子域分析22-24
• 2.2.2 结构整体分析24-25
• 2.3 薄壁箱梁剪力滞分析理论25-30
• 2.3.1 箱梁剪力滞变形描述25-27
• 2.3.2 剪力滞翘曲位移模式27-29
• 2.3.3 控制微分方程29-30
• 2.4 以附加挠度为位移变量的剪力滞分析的样条有限点法30-32
• 2.4.1 梁段子域的位移函数30-31
• 2.4.2 以附加挠度为位移变量的剪力滞势能泛函31-32
• 2.5 算例分析32-35
• 2.5.1 单跨简支梁32-34
• 2.5.2 两跨连续梁34-35
• 2.6 敏感性分析35-42
• 2.6.1 挠度的影响因素35-39
• 2.6.2 内力及应力的影响因素39-42
• 2.7 本章小结42-43
• 第三章 薄壁箱梁畸变分析的样条有限点法43-62
• 3.1 引言43
• 3.2 薄壁箱梁畸变理论43-50
• 3.2.1 剪切变形的影响43-45
• 3.2.2 畸变荷载和畸变位移45-46
• 3.2.3 控制微分方程46-50
• 3.3 箱梁畸变分析的样条有限点法50-51
• 3.3.1 箱梁梁段子域位移场50
• 3.3.2 刚度矩阵与荷载列阵50-51
• 3.4 算例分析51-53
• 3.4.1 等截面箱梁51-52
• 3.4.2 变截面箱梁52-53
• 3.5 横隔板对畸变的影响53-55
• 3.6 横截面尺寸对畸变角的影响55-61
• 3.6.1 翼缘板厚度对畸变角的影响55-57
• 3.6.2 腹板厚度对畸变角的影响57-60
• 3.6.3 翼缘板与腹板的厚度之比对畸变角的影响60
• 3.6.4 截面宽高比对畸变的影响60-61
• 3.7 本章小结61-62
• 第四章 偏心荷载下薄壁箱梁的极限承载力分析62-75
• 4.1 引言62-63
• 4.2 弹性模量缩减法63-68
• 4.2.1 基本假定63
• 4.2.2 广义屈服准则63-64
• 4.2.3 单元承载比64-65
• 4.2.4 基准承载比65-66
• 4.2.5 弹性模量缩减策略66-68
• 4.3 齐次广义屈服函数68-72
• 4.3.1 传统广义屈服准则存在的问题68-69
• 4.3.2 广义屈服函数的齐次化方法69-70
• 4.3.3 薄壁箱梁弯扭作用下广义屈服函数的齐次化70-72
• 4.4. 算例分析72-73
• 4.5 本章小结73-75
• 第五章 结论与展望75-77
• 5.1 主要结论75
• 5.2 展望75-77
• 参考文献77-82
• 致谢82-84
• 攻读学位期间发表的学术论文和参加的科研项目84

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本文编号：490544