ImageVerifierCode 换一换
格式:PDF , 页数:7 ,大小:443KB ,
资源ID:52343      下载积分:0.5 金币
验证码下载
登录下载
邮箱/手机:
验证码: 获取验证码
温馨提示:
支付成功后,系统会自动生成账号(用户名为邮箱或者手机号,密码是验证码),方便下次登录下载和查询订单;
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

开通VIP
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.zixin.com.cn/docdown/52343.html】到电脑端继续下载(重复下载【60天内】不扣币)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  
声明  |  会员权益     获赠5币     写作写作

1、填表:    下载求助     留言反馈    退款申请
2、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
3、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
4、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
5、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【vivi****999】。
6、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
7、本文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【vivi****999】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。

注意事项

本文(大跨度开口钢箱-混凝土组合箱梁有限元参数分析.pdf)为本站上传会员【vivi****999】主动上传,咨信网仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知咨信网(发送邮件至1219186828@qq.com、拔打电话4008-655-100或【 微信客服】、【 QQ客服】),核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载【60天内】不扣币。 服务填表

大跨度开口钢箱-混凝土组合箱梁有限元参数分析.pdf

1、第 9卷第 1期 2 0 1 2年 2月 铁道科学与工程学报 J OURNAL OF RAI L WAY SCI ENCE AND ENGI NEERI NG V OI 9 NO 1 F e b 2 0 1 2 大跨度开 口钢箱 一混凝土组合箱梁有限元参数分析 周凌宇 。 贺桂超 ( 中南大学 土木工程 学院, 湖南 长沙 4 1 0 0 7 5 ) 摘要: 基于钢 一混凝土组合箱梁的试验研究, 利用有限梁段法对考虑滑移剪切的组合箱梁进行非线性有限元分析 , 分析 结果与试验结果吻合 良好 。在此基础上对影响组合箱 梁力学性 能 的主要 因素, 即剪力连接度 、 腹板 高厚 比、 力比和初始

2、不 平整度等进行有限元参数分析。得到不同设计参数对组合箱梁承载力、 刚度、 滑移、 剪力滞后等力学性能的影响规律。 关键词: 钢 一混凝土组合箱梁; 有限元; 滑移; 参数分析; 极限承载力 中图分类号 : T U 3 1 7 1 ; U 4 4 8 2 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 7 0 2 9 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 0 5 0 7 P a r a me t r i c a n a l y s i s o f l o n g s p a n s t e e l c o n c r e t e c o mp o s i t e b o x b e a

3、 m Z HOU L i n g y u,HE Gu i c h a o ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y ,C h a n g s h a 4 1 0 0 7 5 , C h i n a ) Ab s t r a c t : B a s e d o n t h e e x p e ri me n t a l r e s e a r c h o f s t e e l c o n c r e t e c o mp o s i t e b

4、o x b e a m,w i t h fi n i t e e l e me n t s o ft - wa r e CBAP1 0,a s e rie s o f c o mp o s i t e b o x b e a ms a r e a n a l y z e d f o r t he s l i p a nd s he a r T he r e s u l t s o f a n a l y s i s a r e i n g o o d a g r e e me n t wi t h t h o s e o f e x pe rime n t s On t h i s b a s

5、 i s,pa r a me t ric a n a l y s i s wi t h de g r e e s o f s h e a r c o fl n e e t i o n,r a t i o o f h e i g h t t o t h i c k n e s s o f w e b,f o r c e r a t i o n a n d i n i t i a l d e g r e e o f n o np l a n e , wh i c h h a v e i n fl u e n c e u p o n t h e me c h a n i c p e r f o r

6、ma n c e o f c o mp o s i t e b o x b e a m ,i s c o n d u c t e dI t i s s h o wn b y t h e r e s u l t t h a t t h e d i f f e r e n t d e g r e e s o f s h e a r c o n n e c t i o n,r a t i o o f h e i g h t t o t h i c k n e s s o f we b a n d i n i t i a l d e g r e e o f n o np l a n e h a v e

7、 a g r e a t i m p a c t o n t h e s t r e n g t h,s t i f f n e s s a nd s l i p o f c o mp o s i t e b o x b e a m ,h o we v e r,f o r c e r a t i o n i s l e s s s i g n i fic a nc e Ke y wo r d s: s t e e lc o n c r e t e c o mp o s i t e bo x be a m ;fin i t e e l e me n t ;s l i p;p ara me t r

8、ic a na l y s i s;u l t i ma t e c a pa c i t y 钢 一 混凝土组合箱梁是在钢结构和混凝土结 构 、 薄壁箱梁结构基础上发展起来的一种新型结构 形式 , 由上部钢筋混凝土板 ( 或 预应力混凝 土板 ) 和下部钢箱梁组成 。混凝 土板和钢箱梁之间通过 剪力连接件进行连接 。由于其具有 自重轻、 增加有 效使用空间、 减少用钢量、 增大结构刚度与稳定性 的优点, 组合箱梁在工程实践中得到广泛应用。 目前对于组合梁在抗 弯承载力 j 、 纵 向抗 剪 J 、 栓钉连接件的抗剪承载力 、 刚度 和滑移 效应 5 - 6 等理论和试验上进行了比较系统的研究

9、, 但主要集中在工字型组合梁上, 对于组合箱梁的研 究却很少。组合箱梁剪力连接度、 腹板高厚比、 力 比和初始不平整度是影响其静力性能的重要参数。 钢梁腹板弯曲应力、 剪应力和不均匀压应力作用下 的局部屈曲承载能力与高厚比有密切的关系, 我国 现行国家标准 钢结构设计规范 中关于钢梁在弯 曲应力作用下的强度计算则考虑 了截面部分进入 塑性状态( 直接动力荷载作用除外) , 这样将使组 合梁的计算结果偏于不安全, 同时, 没有考虑混凝 土板对钢梁稳定的有利作用。另一方面, 钢梁屈曲 后强度性能如何, 在组合梁的研究中尚属空白。同 时, 实际工程中板件不可避免地存在初始挠曲钢梁 收稿 日期 : 2

10、 0 1 2 0 21 4 基金项目: 国家自然科学基金资助项 目( 5 0 7 0 8 1 1 2 ) 作者简介: 周凌宇( 1 9 7 3 一) , 男, 湖南长沙人, 副教授, 博士, 从事组合结构的研究与设计 6 铁 道 科 学 与 工 程 学 报 2 0 1 2年2月 初始挠度将降低组合梁的失稳临界荷载, 使组合梁 更容易发生屈曲失稳, 同时产生次内力, 降低构件 承载力 。目前 尚未有初始挠曲对组合箱梁受力性 能的研究。 更重要的是, 对于组合梁, 在负弯矩区截面, 由 于混凝土开裂退出工作 , 混凝土板中所配钢筋与钢 梁起决定性作用 , 组合梁中负弯矩区中配筋量对钢 梁受压区高度

11、起重要作用, 因此力比将成为影响组 合箱梁局部屈 曲和极限承载力的重要 因素。到 目 前为止, 尚未有关力比对组合箱梁负弯矩作用下极 限承载力影响研究的报道。 本文建立有限元分析模型, 通过试验进行了模 型验证。通过大量实体模型计算, 对组合箱梁进行 正 、 反向加载 , 模拟箱梁在正弯矩和负弯矩影响作 用下 , 剪力连接度 、 腹板高厚 比、 力 比和初始不平整 度对组合箱梁强度、 刚度等静力性能的影响。 1 有限元计算模型及其试验验证 1 。 1 有限元分析模型 组合箱梁主要组成部分为钢箱梁和混凝土板。 简支组合箱梁的钢底板在荷载作用下将承担拉应 力 。 腹板将承担大部分的剪力和正应力 ,

12、 在一定 的 截面特性时, 还将承担压应力; 混凝土承担弯曲正 应力、 横向弯曲应力和部分剪应力。 文献 6 在箱梁空间分析的基础上, 放弃周边 不变形假定, 考虑板件局部变形和组合箱梁界面滑 移效应, 建立组合箱梁梁段空间位移模型, 并考虑几 何非线性和材料非线性, 利用势能驻值原理推导组 合箱梁的“ 梁段有限元法” 。在此基础上 , 编制 了相 应的组合箱梁非线性空间有限元程序 C B A P 1 0 , 并 与试验结果进行比较。利用该程序进行了实体模型 计算。实体模型标准设计如图1 所示, 跨度为4 0 0 0 m m, 混凝土弹性模量为 3 2 5 N m m 2 1 0 N 咖 ,

13、泊松 比 O 2 ; 钢 材弹性 模 量为 2 N n u n 1 0 N m ln , 泊松比为0 3 , 跨中承受集中荷载。 1 2 分析结果和试验验证 图2为跨中截面有限元计算与试验实测的荷 载 一挠度曲线。从中可以看出, 在弹性阶段 2条曲 线几乎完全重合 ; 在进入塑性 阶段后开始分离 , 尤 其是当试验加载至后期混凝土开裂时 , 结构刚度退 化, 曲线出现下降段, 有限元计算中由于未考虑材 料退化 , 导致刚度变化不大。但在模型达到极限承 载力之前 , 有限元计算结果与实测值吻合 良好 。 图 1 组舍箱粱计算模 型 F i g 1 C a l c u l a t i o n mo

14、 d e l o f b o x b e a m 图2 荷栽 一挠度曲线 F i g 2 L o a dd e f l e c t i o n c u r v e s 图 3 荷载 一滑移 曲线 F i g 3 L o a ds l i p c u r v e s 第 1期 周凌宇, 等: 大跨度开口钢箱 一混凝土组合箱梁有限元参数分析 7 图 3为钢箱梁和混凝 土板界面滑移 的试验曲 线和有限元计算曲线。从中可以看出, 在弹性阶段 2条曲线几乎完全重合 ; 在加载后期 , 试 验 曲线 由 于混凝土开裂刚度退化依然出现下降段 , 但在此之 前, 有限元计算值与实测结果相差很小, 结果合理 有

15、效 。 综上分析, 本文 的有限元分析模型在承载力 、 挠度和滑移等方面与试验结果虽然有 一些小 的差 异 , 但总体上吻合 良好 , 因此可作为后 续参数分析 的基础 。 2 剪力连接度对组合箱梁性能影响 剪力连接度定义为 : 组合箱梁中实际所需栓钉 数量与完全剪力连接时所需数量的比值 。表达式 为: A = N ( 1 ) 式 中: 为箱梁实际所用栓钉数量 ; , 为箱梁完全 剪力连接所用栓钉数量。 本文对正 、 负向加载各 l 2榀不 同剪力连接度 的简支组合箱梁进行非线性单调加载全过程仿真 分析, 其中, 腹板高厚比为 5 0 , 力比为0 0 9 , 初始不 平整度为 0 , 剪力连

16、接度从 0变化至 I 6 2 。正 、 反 向逐步加载过程 中, 随着剪力连接度 的增大 , 组合 箱梁屈服强度和极限荷载明显提高, 挠度则显著减 小 , 延性 良好 , 屈服后刚度提高。当达到完全剪力 连接后 , 承载力几乎不再提高。反向加载其继续承 载力小于正向加载。 图4为组合箱梁承载力和剪力连接度的关 系 曲线 。从图中可以看 出, 随着剪力连接度 的增大 , 组合箱梁屈服荷载和极限荷载均随之增大。在剪 力连接度较小时, 承载力增长较快 ; 在接近和达到 完全剪力连接后 , 承载力增长趋缓 , 说明继续增大 剪力连接度对提高组合箱梁承载力的效果不明显。 正、 反向加载对屈服荷载影响不大

17、, 而极限荷载则 相差较大。主要在反向荷载时, 混凝土受拉开裂 , 完全退出工作 , 荷载 由钢箱梁承担 , 因此其承载力 减小。 图5为组合箱梁刚度影响系数和剪力连接度 的关系曲线。刚度影响系数为不同剪力连接度时 箱梁计算刚度与按换算截面法和经典梁理论计算 得到的完全剪力连接度时 的组合箱梁抗弯刚度 的 比值。从图中可 以看出, 随剪力连接度的增大 , 箱 梁刚度开始快速增长 , 而后逐渐变慢。主要原 因为 剪力连接度较小时 , 栓钉不足以抵抗外荷载 , 产生 较大变形, 致使钢箱梁与 昆 凝土板界面产生较大滑 移 , 结构刚度较小 ; 随着剪力连接度的增大 , 界面滑 移减小 , 结构刚度

18、逐渐增大。而正 、 反向加载对结 构刚度的影响较小 。 图 4承载力 一剪力连接度 关 系曲线 F i g 4 C u r v e s o f b e a r i n g c a p a c i t yd e g r e e o f s h e a r c o n n e c - t i o n 巅 垛 定 赫 越 萎 图 5刚度影 响 系数 一剪力连接度 关系曲线 F i g 5 C u rve s f o r f a c t o r o f s t i f f n e s sd e g r e e o f s h e a r c o n - n e c t i on 图 6为不 同剪力连接

19、程度作用下箱梁支座处 的荷载 一 滑移曲线。从图中可以看出, 随荷载增 大, 滑移量逐渐增大。当剪力值达到其屈服剪力 时, 栓钉屈服; 同时, 随着剪力连接程度的增大, 栓 钉的极限滑移量明显减小 , 栓钉的屈服荷载和极限 8 铁 道 科 学 与 工 程 学 报 2 0 1 2年2月 荷载明显增大。剪力连接度较小时 , 正、 反 向加载 对滑移影响较小; 当达到或超过完全剪力连接时, 反向加载时由于混凝土开裂, 界面滑移较正向加载 大。 图7为剪力滞系数与剪力连接度的关系曲线。 从图中可以看出 , 随剪力连接度的增大 , 通过剪力 连接件传递到混凝土板中的轴向力逐渐增大, 剪力 滞系数从 1

20、逐渐增大, 当剪力连接度大于0 8 后, 组合箱梁逐渐接近完全剪力连接, 剪力滞系数趋于 稳定, 与连接度不相关。反向加载时, 混凝土开裂, 钢筋内力重分布, 其剪力滞系数小于正向加载。 图6 不同剪力连接度荷载一滑移曲线 F i g 6 L o a ds l i p C H I V E S o f d i ffe r e n t s h e a r c o n n e c t i o n 剪力连接度 图7 剪力滞系数 一剪力连接度曲线 F i g 7 C u r v e s f o r f a c t o r o f s l i pd e g r e e o f s h e ar c o n

21、 n e c t i o n 3 高厚比的影响 现行钢结构设计规范中, 保证构件局部稳定的 方法是限制板件的高厚比。第一, 根据等稳性原则 使板件的局部屈曲不发生在构件的整体失稳之前。 但是板件的局部失稳临界荷载于其屈曲系数有关, 而屈曲系数取决于板件的边界条件。由于其往往 和板件的实际边界条件以及受力状态有一定的差 距, 故板件的临界力难以准确取得。第二, 工程中 大量使用的组合箱梁属于薄壁构件。板件的初始 局部屈曲不可避免。即使在板件规定的高厚比范 围内, 在构件整体屈曲的同时 , 也将伴 随板件的局 部屈曲 j 。因此, 组合箱梁的计算必须考虑局部 和整体屈曲的相关作用, 需要研究板件高

22、厚比对整 体极限承载力的影响。 目前各国规范均对组合梁腹板高厚比进行了 限制。欧洲组合结构规范( E C 4 ) 根据组合梁试验 的负弯矩截面弯矩曲率关系根据腹板高厚比将截 面分为 4类。然而 , 不同高厚比对组合箱梁屈服强 度和极限强度的影响却 尚未有报道。本文将考虑 相关屈曲影响 , 对不 同腹板高厚 比正 、 反向加载简 支组合箱梁承载力进行分析 。研究不 同腹板高厚 比对结构承载力的影响程度。 板件在规定的高厚 比范围内, 整体屈曲的同 时, 也伴随着板件的局部屈曲, 因此组合箱梁必须 考虑局部和整体屈曲的相关作用, 研究板件高厚比 对整体受力性能的影响。 对 1 4榀不 同腹板高厚

23、比的组合箱梁进行 分 析, 其剪力连接度为 1 0 , 力比为0 0 9 , 初始不平整 度为 0 。正、 反向加载 中随着腹板高厚 比的增加 , 试件屈服荷载和极限荷载减小, 承载力降低; 结构 屈服后延性降低 , 变形能力减弱, 变化规律基本相 同。 图8 为组合箱梁承载力与高厚比关系曲线。 从中可看出, 当高厚比小于3 0时, 承载力随高厚比 迅速减小; 随着高厚比的逐渐增大, 承载力缓慢降 低 , 屈服荷载和极限荷载在正、 反向加载时变化规 律相同。反向加载时由于结构刚度的减小 , 其屈服 荷载和极限荷载均略小于正向加载。 图9 为腹板高厚比与刚度影响关系曲线。从 图中看出, 组合箱梁

24、挠度将远远大于按照简单梁理 论计算结果。按照简单梁理论的计算结果将偏于 不安全。正、 反向加载组合箱梁刚度均随腹板高厚 h 比的增大而迅速减小。正、 反向 向加载箱梁在 第 1 期 周凌宇, 等: 大跨度开口钢箱 一 混凝土组合箱梁有限元参数分析 9 大于 1 0 0 , 刚度影响系数急剧增大, 刚度迅速降低。 图 8 承载 力 一腹板 高厚 比曲线 F i g 8 C u r v e s o f b e a r i n g c a p a c i t yh e i g h t t o t h i c k n e s s r a t i o 善 琵 腹板宽厚 比 图9 刚度影响系数 一腹板高厚

25、比曲线 Fi g 9 C u r v e s f o r f a c t o r o f s t i ff n e s sh e i g h t t o t h i c k n e s s r a t i o 4 力 比的影响 R P J o h n s o n 加 在 1 9 6 9年提出了一个描述 组合梁的重要参数一配筋力比。表达式为: : ( 2 ) 式中: A , 和 为组合梁混凝土板中配筋面积和屈 服强度 ; A 。 和 为钢梁横截面积和屈服强度。 由于组合梁混凝土板中纵向钢筋作用 , 使得负 弯矩区中钢梁受压翼缘较钢结构更易屈 曲, 同时钢 筋也将提高组合梁的抗弯强度。因此, 配筋

26、力比是 影响组合梁受力性能的主要参数。 对 1 1种不同配筋力 比的简支组合箱梁进行有 限元分析, 其中剪力连接度为 1 0 , 腹板高厚 比为 5 0 , 初始不平整度为 0 0 。从有限元分析中看出, 正向加载时力比对屈曲荷载的影响不大, 但提高力 比可以提高极限承载力 ; 反 向加载时 , 随着配筋力 比的增大, 组合箱梁屈服荷载及极限荷载降低, 变 形减小。可见反向加载时配筋力比对组合箱梁性 能影响较大。 图1 O为组合箱梁承载力和力比关系曲线。可 以看 出, 正向加载时 , 屈服荷载和极 限荷载随力 比 变化较小 , 基本为一水平直线 , 说明力 比对正 向加 载承载力的影响较小,

27、其主要原因为正向加载时组 合箱梁中主要由混凝土板承担压应力, 提高配筋率 对混凝土抗压承载力 的提高不 明显。反 向加载过 程中混凝土开裂, 其受拉荷载由钢筋承担, 在配筋 较少时 , 荷载与配筋力 比呈线性关 系, 当配筋力 比 达到 0 6以后 , 承载力基本不再变化。由于反向加 载混凝土开裂, 其承载力明显小于正向加载。 图 l 0承载力 一力比关 系曲线 Fi g 1 0 Cu rve s of b e a r i n g c a p a c i t y f o r c e r a t i o 图 l 1为刚度影响系数 曲线 。从 中看 出, 正向 加载时影响系数曲线基本为一水平直线

28、, 力 比对正 弯矩作用下组合箱梁刚度影响较小。图中同时示 出了反向加载箱梁刚度影 响系数 曲线 。由于反 向 加载箱梁混凝土板在加载初期开裂退出工作 , 荷载 将由箱梁和混凝土板中受拉钢筋承担。配筋力比 对反向加载箱梁影响较大。随配筋力比的降低, 影 响系数逐渐增大, 箱梁刚度迅速降低。其与初等梁 理论计算结果差距也迅速增大。 图 l 2为剪力滞系数和力 比关系曲线 。从 中看 出, 正、 反向加载中, 剪力滞系数均随力比的增大而 增长, 但正向加载时剪力滞系数变化缓慢, 在力比 达到 0 6 后, 基本为一水平直线, 力比的影响可忽 略。反向加载时, 剪力滞系数随力比快速增长, 在 1 0

29、 铁 道 科 学 与 工 程 学 报 2 0 1 2年 2 月 力 比达到 1 0后 , 力 比的影响则可忽略。 图 1 1 刚度影响 系数 一力比关 系曲线 Fi g 1 1 C u r v e s f o r f a c t o r o f s t i ff n e s s f o r c e r a t i o 图 1 2 剪力滞系数 一力比关系曲线 Fi g 1 2 C u r v e s o f s h e a r l a g f a c t o r f o r c e r a t i o 初始不平整度 图 l 3 承栽 力 一初始不平整度关 系曲线 r i g 1 3 C u r

30、v e s o f b e a r i n g c a p a c i t yi n i t i a l n O Dp l a t e 5 初始不平整度的影响 实际结构或构件在受力前均存在微小的弯曲 变形, 初始缺陷会降低构件的极限荷载。本文将初 始不平整度表示为组合箱梁腹板区格法向挠曲位 移与板件长度的比值, 在有限元计算中, 将初始挠 曲作为节点初始位移引入有限元计算中。 钢箱梁板件在制作过程 中发生板件初始挠 曲 具有随机性。文献 1 1 认为工字形组合梁钢构件 初始挠曲模态为钢梁全跨范围内的横向正弦半波。 文献 1 2 设置板件初始缺陷为全板件范围内的双 向正弦分布。本文在箱梁腹板单侧

31、和双侧区格分 别设置双向初始挠曲, 其设置的纵向范围为箱梁跨 中两侧加劲肋之间。腹板的初始挠曲为: =f 0 s i n , r r x s i n b ( 3 ) 式中: n 为箱梁跨中两侧加劲肋之间长度; b 为腹 部高度 。坐标原点在箱梁腹板跨 中底部。 对 1 1 种初始不平整度的简支箱梁进行有限元 分析 , 其剪力连接度为 1 0 , 腹板高厚比为 5 0 , 力比 为 0 0 9 。图 1 3为正、 反 向加载箱梁屈服荷载影响 系数。从图中可 以看出, 随箱梁腹部初始不平整度 的增大, 箱梁屈服承载力逐渐降低。当不平整度小 于0 O 1 时, 承载力降低至9 8 。当不平整度大于

32、0 0 1 时, 承载力明显降低。腹板不平整度对反向 箱梁的影响远远大于正向箱梁。随初始不平整度 的增大, 承载力迅速降低。不平整度增大至 0 0 5 时, 组合箱梁承载力降低至2 0 左右。 6 结论 ( 1 ) 剪力连接程度对组合箱梁强度和挠度有 较大影响。剪力连接度小于 0 8时 , 屈服荷载 , 极 限荷载和刚度随剪力连接度的减少而迅速减小; 大 于 0 8后, 变化不大 ; 滑移随剪力连接度 的减小而 增大 , 在达到完全剪力连接度之后, 剪力连接度对 滑移的影响较小。 ( 2 ) 组合箱梁刚度和承载力将小于按照简单 梁理论计算结果。按照简单梁理论的计算结果将 偏于不安全。正、 反向

33、加载组合箱梁刚度和承载力 均随腹板高厚 比的增大而迅速减小。 ( 3 ) 正向加载时配筋力比对简支组合箱梁承 载力和刚度的影响随力比增大而逐渐提高, 但影响 较小, 可以忽略不计。反向加载时配筋力比的影响 第 1 期 周凌宇, 等: 大跨度开13钢箱 一混凝土组合箱梁有限元参数分析 1 l 较大, 是影响静力性能的主要参数。 ( 4 ) 初始不平度对组合箱梁屈 服承载力的影 响较明显。随着不平整度的增大, 屈服荷载影响系 数逐渐降低; 双侧腹板挠曲将进一步降低箱梁承载 力 , 同时, 双侧挠曲的方 向对承载力的影响可忽略。 ( 5 ) 反向加载时, 混凝土承受拉荷载过早开裂 而退出工作, 其屈

34、服荷载和极限荷载较正向加载有 明显降低 。 参考文献 : 1 聂建国, 沈聚敏, 袁彦声 钢 一混凝土简支组合梁变形 计算的一般公式 J 工程力学,1 9 9 4 , 1 1 ( 1 ) : 2 1 27 NI E J i a n - g u o,S HE N J u - mi n,YUAN Ya h - s h e n g A g e n - e r a l f o r mu l a f o r p r e d i c t i n g t h e d e fl e c t i o n o f s i mp l y s u p por - t e d c o mp o s i t e s t

35、e e l- c o n c r e t e b e a ms wi t h t h e c o n s i d e r a - t i o n o f s l i p e ff e c t J E n g i n e e r i n g Me c h a n i c s ,1 9 9 4,1 1 ( 1 ) : 2 1 2 7 2 聂建国, 崔玉萍钢 一混凝土组合梁在单调荷载下的 变形及延性 J 建筑结构学报,1 9 9 8 , 1 9( 2) : 3 0 3 6 NI E J i a n - gno,CUI Yu - p i n g An a l y s i s a n d c a l c

36、 u l a t i o n o f d e f o r ma t i o n a n d d u c t i l i t y o f c o mpo s i t e s t e e l c o n c ret e bea m u n d e r m o n o t o n i c l o a d i n g J J o u mal o f B u i l d i n g S t mc - t u r e , 1 9 9 8 , 1 9 ( 2 ) : 3 03 6 3 聂建国, 沈聚敏 滑移效应对钢 一 混凝土组合梁弯曲强 度的影响及其计算 J 土木工程学报, 1 9 9 7 , 3 0 (

37、 1 ) : 3 l一3 6 NI E J i an g u o,S HE N J u - mi n S l i p e ff e c t o n s t r e n g t h o f c o m pos i t e s t e e l c o n c r e t e beam s J C h i n a C i v i l E n g i n e e ri n g J o u rnal,I 9 9 7 , 3 o ( 1 ) : 3 1 3 6 4 P l u m D R , H o m e M R T h e ana l y s i s of c o n t i n u o u s c

38、o m pos i t e b e a m s w i t h p a r t i a l i n t e r a c t i o n c P r c o ,I C E, 1 9 7 5 5 J o h n s o n R P , M a y I MP a r t i a l i n t e r a c t i o n d e s i g n o f c o m p o s i t e b e ams J S t r u c t u r al E n gi n e e r i n g , 1 9 7 5 , 5 3 ( 8 ) 6 周凌宇 钢 一混凝土组合箱梁受力性能及空间非线性 分析 D 长

39、沙: 中南大学土木建筑学院, 2 0 0 4 Z HOU L i n g - y uS e r v i c e b e h a v i o r o f s t e e l c o n c r e t e c o m- p o s i t e b o x b e a m s a n d t r i a x i a l n o n l i n e a r a n al y s i s D C h a n g s h a : S c h o o l o f C i v i l and A r c h i t e c t u r al E n gi n e e ri n g , Ce n t r al

40、 S o u t h U n i v e r s i t y , 2 0 0 4 7 任伟新 , 曾庆元 钢压杆局部与整体相关屈曲极限承载 力分析 J 土木工程学报 , 1 9 9 4 , 2 7 ( 4 ) : 31 2 R E N We i x i n , Z E N G Q i n g y u a n L o c al o v e r al l i n t e r a c t i v e b u c k l i n g u l t i ma t e c a r r y i n g c a p a c i t y a n aly s i s o f s t e e l c o l u m

41、n s J C h i n a C i v i l E n gin e e r i n g J o u mal, 1 9 9 4 , 2 7 ( 4 ) : 31 2 8 J o h n s o n R P,T e s t o n h al f s c a l e s t e e l c o n c r e t e bea m w i t h w e l d e d s t u d c o n n e c t o r s J The S t r u c t u r al E n gi- n e e r ,1 9 6 9 , 4 7 ( 1 ) 9 J o h n s o n R P , Wi

42、l l R T V e r t i c al s h e a r i n c o n t i n u o u s c o m- pos i t e bea m s c P r o e I C E, 1 9 7 2 1 0 C l i m e n h a g a J J , J o h n s o n R P L o c al b u c Hi n g i n c o n t i n U O U S c o m p o s i t e bea ms J The S t r u c t u r al E n gi n e e r , 1 9 7 2 1 1 蒋丽忠, 余志武 初始挠曲对钢 一 混凝

43、土连续组合梁 受力性能的影响 J 建筑结构, 2 0 0 2 , 3 2 ( 5 ) : 3 l一 3 3 J I ANG L i z h o n g ,YU Z h i W U I n fl u e n c e o f i n i t i a l d i s - p l a c e me n t o n b e h a v i o r o f s t e e l c o n c r e t e c o mpo s i t e s t r u c t u r e J B u i l d i n g S t ruc t u r e ,2 0 0 2 , 3 2( 5 ) : 3 1 3 3 1

44、2 陶 忠, 陈绍蕃 初始缺陷对冷弯薄壁卷边槽钢梁局 部相关屈曲的影响 J 工程力学, 1 9 9 9 ( 增刊) : 3 9 2 3 9 8 T AO Z h o n g ,C HEN S h a o - f a n I n flu e n c e o f i n i t i al d e f e c t s o n c o l d f o rm c h a n n e l bea ms c url i n g r e l e v a n t l o c al b u c k l i n g J E n gi n e e r i n g Me c h ani c s , 1 9 9 9 ( S u p ) : 3 9 2 3 9 8

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2025 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服