梁等强度理论及其在桥梁结构设计中的应用

发布时间：2019-09-24 03:03

【摘要】：随着我国交通事业的发展,特别是高速铁路的快速发展,对桥梁结构的设计提出了更高的要求。桥梁结构的优化设计也越来越引起人们的重视。等强度设计正是一种有效的优化设计方法。铁路线路中钢筋混凝土梁桥的使用十分广泛,对钢筋混凝土梁桥进行等强设计优化具有重要的工程意义和经济价值。 论文首先基于钢筋混凝土结构的特点,提出了对钢筋混凝土结构以承载能力为设计目标的等强度设计原则。另外,也分析了钢筋混凝土受弯构件的受力特性及其承载能力的各种计算方法。并依据提出的等强度设计原则和承载能力计算方法分别研究了在截面保持不变、配筋面积保持不变、相对受压区高度保持不变的多种情况下的等强度设计方法。得到了在相应情况下的等强度设计公式。基于经济性,推导并获得了在等配筋面积、等相对受压区高度等强度设计时的经济配筋面积和经济相对受压区高度的计算公式。依据设计中的实际情况,研究并得出了不同方案时的等强度设计流程。在钢筋混凝土受弯构件正截面承载能力计算的基本假定的基础上,基于变截面梁的受力特性,引入钢筋斜率的影响,对变截面梁正截面承载能力的计算方法提出了修正。根据修正的承载能力计算方法,得到了配筋面积保持不变时的等强度设计方法和计算公式,并给出相应的设计流程。应用以上介绍的等强度设计方法,分别对铁路常见的跨径5m板式简支梁桥和跨径16m肋式简支梁桥进行了等强度设计,并根据设计结果建立有限元模型并进行了分析。 经过本次研究可以看出,等强度设计可以有效的改善钢筋混凝土中混凝土的压应力和钢筋拉应力的分布,使应力分布均衡,并节省材料用量,降低结构造价,提高结构的安全性。通过对设计效果的对比发现,考虑钢筋斜率的等强度设计效果优于未考虑钢筋斜率时的等强度设计,其应力分布更符合等强度设计的理论情况。等相对受压区高度等强度设计的设计效果和经济性都优于等配筋面积等强度梁的设计效果和经济性。等截面等强度设计达不到等强度设计的效果,不是有效的等强度设计方法。
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441;U442.5

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本文编号：2540622