【摘 要】
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随着我国对可持续发展、绿色发展的倡导,发展新型组合桥梁显得非常有必要。而钢-混组合结构能够充分发挥混凝土和钢材各自优良的性能,完全符合我国绿色发展的倡导。此外,组合
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随着我国对可持续发展、绿色发展的倡导,发展新型组合桥梁显得非常有必要。而钢-混组合结构能够充分发挥混凝土和钢材各自优良的性能,完全符合我国绿色发展的倡导。此外,组合结构和普通混凝土结构相比具有自重轻、施工周期短等优点,在桥梁工程中得到了很广泛的应用和发展。但组合结构混凝土顶板和钢腹板之间的剪力连接件不能完全刚性,二者存在滑移变形,使得混凝土顶板和钢底板处应力变化较大,其剪力滞效应也明显。因此本文以斜腹板箱梁考虑滑移效应对剪力滞效应研究具有理论意义和应用价值。本文对钢-混组合斜腹板箱梁通过理论推导加数值模拟,较为全面的研究了应力,挠度等相关问题。主要研究内容和结论如下:(1)选取三次函数作为剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法,推导出钢-混组合斜腹板箱梁在不考虑滑移效应和考虑滑移效应时的控制微分方程,并求解了组合简支梁在受到均布荷载、集中荷载和组合悬臂梁在全跨受到均布荷载以及梁端受到集中荷载时对应的应力以及挠度的解析解。(2)通过ANSYS有限元软件,建立了组合简支箱梁在受到均布荷载作用下,用弹簧单元模拟剪力连接件,考虑钢腹板和混凝土顶板之间的滑移效应和不考虑两者滑移效应的两种模型,并求解出组合简支箱梁跨中截面处顶板和底板的纵向应力有限元数值解,以及沿着梁跨度方向的竖向挠度值,并与解析解进行对比分析,结果表明:考虑滑移效应时,解析解和有限元解跨中截面处应力和挠度的相对误差最大,其中顶板应力的相对误差为3.92%,底板应力的相对误差为1.43%,挠度值的最大相对误差为9.36%。(3)通过有限元模型改变连接件的剪切刚度,研究剪切刚度对组合梁挠度和应力的影响规律。研究分析可知,随着剪切刚度的减小,使得混凝土顶板应力变小,而钢底板应力和挠度都变大。为今后组合梁设计提供参考。
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