變截面波形鋼腹板應(yīng)力計算及剪切屈曲承載力研究.pdf

1、波形鋼腹板是一種新型鋼混組合結(jié)構(gòu)，以其自重輕、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)高、材料使用效率高、結(jié)構(gòu)美觀及結(jié)構(gòu)受力合理等優(yōu)點越來越多的被應(yīng)用于工程實際中。對于大跨度變截面波形鋼腹板PC組合箱梁橋，如何解決高腹板屈曲承載力的問題是提高其跨度首要問題。本文依托蘭州市雁白黃河大橋，從變截面波形鋼腹板剪應(yīng)力入手，對波形鋼腹板剪切屈曲承載力展開研究工作，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.總結(jié)波形鋼腹板PC組合箱梁橋的結(jié)構(gòu)及受力特點及國內(nèi)外對屈曲穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，介介

2、紹了本文的主要內(nèi)容、目的及意義；
　　2.從彈性微元段的受力平衡出發(fā)結(jié)合變截面結(jié)構(gòu)及受力特點，推導(dǎo)得到變截面梁鋼腹板剪應(yīng)力計算公式，分別對懸臂梁算例及實橋算例的鋼腹板剪應(yīng)力進行理論及有限元求解，由于變截面效應(yīng)的存在截面彎矩在變截面梁段產(chǎn)生的附加剪應(yīng)力使得其計算結(jié)果小于材料力學(xué)中剪應(yīng)力計算公式的計算結(jié)果。計算得到兩算例的鋼腹板沿腹板高度方向的最大剪應(yīng)力均不在截面重心軸處，懸臂梁算例中該數(shù)值沿跨度方向分布隨著距根部截面距離的減小而從上

3、緣位置逐漸下移，而波形鋼腹板連續(xù)箱梁最在邊跨側(cè)該數(shù)值隨距中支座根部截面距離的減小逐漸下移，在中跨側(cè)該數(shù)值隨距中支座根部截面距離的增大先上移后下移，根據(jù)其計算結(jié)果可到沿腹板梁高方向剪應(yīng)力分布均勻。
　　3.計算梁截面參數(shù)值對變截面腹板剪應(yīng)力的影響，得到根部截面梁高及腹板厚度對變截面腹板剪應(yīng)力影響最大，根部截面及跨中截面梁高與中跨跨中長度的比值對邊、中跨最大剪應(yīng)力的位置影響較大；
　　4.總結(jié)了部分科研試驗及規(guī)范中的屈曲強度計算

4、公式，對選取的實橋算例的鋼腹板屈曲強度進行計算，以達到鋼板屈曲強度值作為鋼腹板的屈曲強度臨界值，以此數(shù)值計算鋼腹板剪應(yīng)力達到臨界屈曲強度值時均布荷載的大小，此荷載值即為最大剪切屈曲承載力，并結(jié)合ANSYS分析得到的線彈性屈曲承載力計算結(jié)果是理論計算值的4.9倍，說明規(guī)范中的屈曲強度計算公式安全、可靠；
　　5.結(jié)合鋼腹板的屈曲強度、變截面梁剪應(yīng)力及屈曲承載力計算給出了內(nèi)襯混凝土的澆筑長度及厚度值，由計算結(jié)果得到內(nèi)襯混凝土的澆筑長度