箱形梁的横向内力计算方法研究

发布时间：2020-05-11 15:33

【摘要】：横向内力分析有多种方法,如刚性支承法、“TYL”框架法、推广的“TYL”框架法等。随着分析方法的不断改进,其适用范围不断扩大、精确度也不断提高。本文在已有横向内力分析方法的基础上,针对波形钢腹板箱梁和普通混凝土箱梁的横向内力计算方法进行了改进和分析,旨在不断的分析研究中,寻求更加精确以及简便的横向内力计算方法。本文理论推导了传统框架法横向内力的计算公式,验证了其正确性。以传统框架法为基础,本文提出一种改进的单箱室波形钢腹板箱梁横向弯矩的计算方法,分别考虑了3种不同的腹板畸变应力分布形式,理论推导了相关计算公式。借助一则算例,详细计算了不同方法,不同假设情况下,波形钢腹板箱梁的最终横向弯矩值。对比分析得,畸变翘曲系数对波形钢腹板箱梁的最终横向弯矩影响较小,在设计过程中可直接假设腹板不存在畸变翘曲应力,并且改进的单箱室波形钢腹板箱梁的横向弯矩计算方法是偏安全且可行的。在波形钢腹板箱梁横向弯矩计算方法的基础上,针对混凝土箱梁,作者提出了一种改进的无侧向支承框架法,通过建立箱梁的畸变位移与薄片框架位移间的变形协调关系,导出了计算混凝土箱梁横向内力的改进公式,结合算列,分别使用刚性支承法、推广的“TYL”框架法、改进的框架法、无侧向支承框架法、改进的无侧向支承法以及有限元法,对算例模型的各关键点处的横向弯矩值进行了计算。对比分析可得,改进的无侧向支承框架法是安全可行的,各关键点处的横向弯矩值均有一定的安全储备,尤其在底板角点处横向弯矩值的安全储备表现的更为明显。仅按照刚性支承法求解各个关键点处的横向弯矩是不合理的,尤其是对于底板角点处的横向弯矩值甚至出现了正负号的变化。若要采取刚性支承法求得的横向弯矩值来代替实际中的弯矩值,必须引入相应的修正系数。本文通过改变腹板角度、荷载作用位置、顶板厚度、腹板厚度、底板厚度、顶板宽度以及底板宽度7个参数,分析了混凝土箱梁仅在刚性支承法下和在改进的无侧向支承框架法下求得的两个顶板和腹板的角点以及荷载作用点,三个关键点处的横向弯矩值。并定义修正系数η为计算截面关键点处刚性支承法求得的横向弯矩值与改进的无侧向支承框架法求得的横向弯矩值的比值,并且分析在参数变化时修正系数η的变化规律。
【图文】：

图 5.2(a) 刚性支承项 5.2(a)容易看出，仅在刚性支承的条件下，关键点（角点）A、B、F 处的随着 x 的增加而增大，由于截面是对称截面，刚性支承下角点的横向弯矩对称，即关键点（角点）A、B、F 处的横向弯矩值均在当 x 取跨中截面时腹板中点处角点 A、B 处横向弯矩值大小相等，关键点 F 处横向弯矩值达到

图 5.2(a) 刚性支承项 5.2(a)容易看出，仅在刚性支承的条件下，关键点（角点）A、B、F 处的随着 x 的增加而增大，由于截面是对称截面，刚性支承下角点的横向弯矩对称，即关键点（角点）A、B、F 处的横向弯矩值均在当 x 取跨中截面时腹板中点处角点 A、B 处横向弯矩值大小相等，，关键点 F 处横向弯矩值达到
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

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本文编号：2658679