钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法研究

发布时间：2017-06-17 05:05

  本文关键词：钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢管混凝土拱桥已在大跨桥梁中得到广泛应用,其结构极限承载力分析是工程研究领域的热点课题。对于复杂结构的极限承载力分析方法,国内外开展了大量研究,其中基于塑性极限分析理论的弹性模量调整法(EMAP)在近年来得到快速发展,并广泛应用于压力容器和压力管道工程设计与分析。在此基础上,为克服此前EMAP存在计算精度、效率和适用性窄的问题,本课题组提出了结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM),并开展了相应的理论和应用研究。本文以往研究成果基础上,开展了钢管混凝土拱极限承载力分析方法研究,主要工作有：(1)建立了圆型和哑铃型钢管混凝土构件的齐次广义屈服函数(HGYF),从根源上克服了应用传统广义屈服函数求解结构极限承载力面对的精度和稳定性差问题,并给出了HGYF拟合和阶次选择的科学方法。(2)建立了钢管混凝土拱结构极限承载力分析的EMRM。基于钢管混凝土统一理论,建立圆形和哑铃型拱结构的计算分析模型,通过引入构件HGYF定义构件单元承载比,提出了钢管混凝土高承载单元的动态识别方法,确定了结构弹性模量缩减策略,进而建立了钢管混凝土结构极限承载力分析的EMRM,具有良好的计算精度、计算效率和迭代稳定性。(3)对比研究了混凝土强度、含钢率、矢跨比和荷载工况等材料、几何和荷载参数对凝土拱结构极限承载力的影响规律,总结了相应的工程规律,可为工程设计与分析提供借鉴。
【关键词】：钢管混凝土拱 弹性模量缩减法 齐次广义屈服函数 极限承载力 参数分析
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 工程背景和问题提出10-12
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 钢管混凝土拱桥的截面形式10-11
• 1.1.3 钢管混凝土拱桥结构受力性能及特点11-12
• 1.2 钢管混凝土拱桥结构极限承载力研究现状12-17
• 1.2.1 概述12
• 1.2.2 解析法12
• 1.2.3 模型试验法研究12-14
• 1.2.4 数值方法14-17
• 1.3 钢管混凝土构件的承载力相关方程与广义屈服函数17-18
• 1.4 主要研究内容及创新点18-20
• 第二章 钢管混凝土构件广义屈服函数及其齐次化20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 钢管混凝土统一理论20-21
• 2.3 钢管混凝土构件截面广义屈服函数21-26
• 2.3.1 广义屈服准则21
• 2.3.2 承载力相关方程与广义屈服函数21-26
• 2.4 齐次广义屈服函数26-34
• 2.4.1 齐次广义屈服函数的不分段表达式及其配点的选取27-28
• 2.4.2 齐次广义屈服函数待定系数的求解28
• 2.4.3 齐次广义屈服函数次数的确定28-29
• 2.4.4 拟合齐次化多项式29-34
• 2.4.5 三维空间中的齐次广义屈服函数34
• 2.5 小结34-35
• 第三章 圆钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法研究35-56
• 3.1 引言35
• 3.2 结构极限承载力分析的EMRM35-39
• 3.2.1 齐次广义屈服函数与单元承载比35-36
• 3.2.2 EMRM的特征参数36
• 3.2.3 弹性模量的调整策略36-37
• 3.2.4 结构极限承载力求解37-38
• 3.2.5 算法流程与步骤38-39
• 3.3 圆钢管混凝土拱桥结构极限承载力分析39-51
• 3.3.1 平面结构的极限承载力分析与验证39-47
• 3.3.2 钢管混凝土空间结构极限承载力分析47-51
• 3.4 圆钢管混凝土拱桥结构极限承载力影响因素分析51-55
• 3.4.1 混凝土强度51-52
• 3.4.2 含钢率52-53
• 3.4.3 荷载工况53-54
• 3.4.4 矢跨比54-55
• 3.5 小结55-56
• 第四章 哑铃型钢管混凝土拱桥极限承载力分析的弹性模量缩减法研究56-68
• 4.1 引言56
• 4.2 哑铃型钢管混凝土轴压承载力的计算方法56-57
• 4.2.1 等效单圆管法56-57
• 4.2.2 简单叠加法57
• 4.3 哑铃型钢管混凝土抗弯承载力的计算方法57-59
• 4.4 哑铃型钢管混凝土结构极限承载力分析EMRM59-65
• 4.4.1 哑铃型钢管混凝土压弯承载力相关方程60
• 4.4.2 算法流程与步骤60-61
• 4.4.3 算例分析与验证61-65
• 4.5 圆钢管混凝土拱桥结构极限承载力影响因素分析65-67
• 4.5.1 矢跨比65
• 4.5.2 含钢率65-66
• 4.5.3 荷载作用方式66-67
• 4.6 小结67-68
• 第五章 基于弹性模量缩减法的钢管混凝土桁拱极限承载力分析68-74
• 5.1 引言68
• 5.2 工程概况68-69
• 5.3 钢管混凝土桁拱结构极限承载力分析EMRM69-71
• 5.4 钢管混凝土桁拱结构参数分析71-73
• 5.4.1 荷载工况71
• 5.4.2 矢跨比71
• 5.4.3 混凝土强度71-72
• 5.4.4 钢材屈服强度72-73
• 5.4.5 上、下弦杆的含钢率73
• 5.5 小结73-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 6.1 结论74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-83
• 硕士期间发表论文83-84
• 攻读学位期间参与的科研项目84

【参考文献】

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1 韦建刚;钢管混凝土对称弯压拱分支点失稳问题研究[D];福州大学;2002年

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本文编号：457407