基于三角級數(shù)解的波形鋼腹板組合梁彎曲行為分析.pdf

1、波形鋼腹板組合梁是一種新型組合結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)自重輕、預(yù)應(yīng)力效率高、施工性能良好等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用，其區(qū)別于傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的特點在于鋼腹板顯著的剪切變形。因此在分析波形鋼腹板組合梁的彎曲變形時，必須考慮鋼腹板的剪切性能。本文主要工作如下:
　　1.分析了波形鋼腹板組合梁的變形特點，結(jié)合其剛度特征，將現(xiàn)有波形鋼腹板組合梁撓度的計算方法總結(jié)為4種方法:初等梁理論、Timoshenko梁理論、彈性剪切變形彎曲理論及有效剛度法，對比

2、分析得出這4種方法的理論差異在于:(1)截面變形假定不同;(2)鋼腹板剪力承擔(dān)比例不同;(3)關(guān)鍵影響參數(shù)不同。最后通過建立空間有限元模型總結(jié)出波形鋼腹板組合梁各撓度計算方法的不同跨高比適用范圍。
　　2.引入三角級數(shù)法，以三角級數(shù)形式表示三個基本的位移函數(shù):鋼腹板剪切變形轉(zhuǎn)角函數(shù)、頂?shù)装遛D(zhuǎn)角函數(shù)、組合梁撓度，基于最小勢能原理，分別推導(dǎo)了簡支和懸臂波形鋼腹板組合梁彎曲變形計算模型。通過建立空間有限元模型，并與初等梁理論、Timos

3、henko梁理論進行對比，驗證了三角級數(shù)法的合理性和適用性;最后總結(jié)得出三角級數(shù)法用于集中力和均布力作用下的簡支梁撓度、懸臂梁撓度的跨高比適用范圍。
　　3.采用三角級數(shù)法對集中力和均布力作用下波形鋼腹板組合梁的內(nèi)力、應(yīng)力進行了分析，并與空間有限元計算結(jié)果進行對比，結(jié)果表明:(1)波形鋼腹板組合梁的抗彎主要由混凝土項底板承擔(dān)，比例高達(dá)99％;(2)抗剪主要由鋼腹板承擔(dān)，比例高達(dá)85％以上;(3)組合梁截面變形滿足“擬平截面假定”;