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分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁受力性能研究

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分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁受力性能研究

作者：张仁杰南京航空航天大学

学位级别：硕士

为提高桥梁跨径与负弯矩区桥面板的抗裂能力,改善结构内力分布,本文提出分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁桥结构,并对这种结构进行了深入研究,主要研究内容如下:1)对分段预应力钢管混凝土桁架-预制混凝土板连续组合梁抗弯性能进行了... 详细信息

为提高桥梁跨径与负弯矩区桥面板的抗裂能力,改善结构内力分布,本文提出分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁桥结构,并对这种结构进行了深入研究,主要研究内容如下:1)对分段预应力钢管混凝土桁架-预制混凝土板连续组合梁抗弯性能进行了研究。基于三个平面圆形钢管混凝土桁架结构受弯试验,建立对应的精细化有限元模型,对比试验结果与有限元结果,验证有限元模型的准确性和适用性。在此基础上,建立9个分段预应力钢管混凝土桁架-预制混凝土板连续组合梁有限元模型,通过数值模拟方法研究其在均布荷载作用下的抗弯性能,分析了预应力度大小和有无上部预制混凝土板对结构破坏模式、荷载-位移曲线、抗弯承载力、局部应力应变和预制混凝土板裂缝分布的影响规律,提出了考虑分段预应力筋的结构抗弯承载力计算方法。2)对预应力钢管混凝土相贯节点的力学性能进行了研究。基于钢管混凝土K形相贯节点试验,建立对应精细化有限元模型,对比试验结果与有限元结果,验证有限元模型的准确性和适用性。在此基础上,建立32个预应力钢管混凝土KK形相贯节点支管轴向受力模型、6个预应力相贯节点受弯模型和3个无预应力相贯节点受弯模型。支管轴向受力模型以支主管直径比、主管径厚比、支管径厚比等为参数,受弯模型以主管内预应力筋数量和支管壁厚为参数,通过数值模拟方法研究其在轴向荷载作用下的轴拉性能和在径向荷载作用下的抗弯性能,分析了各个参数对相贯节点破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力和局部应力的影响,最后提出预应力钢管混凝土KK形相贯节点轴拉和受弯承载力计算方法。3)基于实际工程对分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁桥受力性能进行了研究。以四川雅安干海子大桥为原型,主桁架截面选择三肢倒三角形截面,通过数值模拟方法,建立结构相似的6个三跨分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁桥简化模型、6个三跨通长预应力连续组合梁桥模型和1个无预应力三跨连续组合梁桥模型,研究其在施工阶段、承载能力极限状态和正常使用状态的截面受力性能。将分段预应力结构与通长预应力结构划分不同的施工工序,分析结构关键截面在施工阶段的位移和应力。采用基本组合分析承载能力极限状态,采用荷载短期组合和长期组合分析正常使用极限状态,对中跨下弦跨中截面的挠度、应力、弯矩、轴力和中支座上弦截面的应力、轴力、上部桥面板应力进行研究。最后提出考虑分段预应力作用的支座负弯矩区和跨中正弯矩区的抗弯刚度计算方法。

关键词：分段预应力钢管混凝土桁架连续组合梁受力性能相贯节点

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连续组合梁侧向失稳的弹性地基压杆稳定解

工业建筑 1997年第2期27卷 29-32,42页

作者：陈世鸣同济大学

连续组合梁负弯矩区的侧向稳定可等效为弹性地基上的压杆稳定问题。为研究这一问题，分析了变轴力分布对压杆稳定解的影响，探讨采用变轴力弹性地基压杆稳定理论连续组合梁形变侧向失稳的实用设计方法。

关键词：变轴力压杆失稳组合梁侧向失稳连续组合梁

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连续组合梁收缩的约束力研究

南京理工大学学报 2019年第5期43卷 607-614页

作者：陈旭章胜平霍红毛德均余文正昆明学院建筑工程学院云南昆明650214 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650504

连续组合梁的混凝土板收缩时将产生较大的弯曲变形。弯曲变形受到钢梁约束产生内部约束力,受到冗余支座约束产生外部约束力。至今对连续组合梁收缩的内部和外部超静定相互耦合的解析分析存在不足。该文对内部超静定引入重分布系数,同时... 详细信息

连续组合梁的混凝土板收缩时将产生较大的弯曲变形。弯曲变形受到钢梁约束产生内部约束力,受到冗余支座约束产生外部约束力。至今对连续组合梁收缩的内部和外部超静定相互耦合的解析分析存在不足。该文对内部超静定引入重分布系数,同时考虑徐变和钢梁约束对柔度系数的修正。按照外部约束力为时间增函数的变荷载特性,进行组合截面应变的增量分析。以钢梁约束弯矩为解耦未知量,基于改进迪辛格法推导重分布系数和钢梁约束弯矩的近似计算公式,结果与微分方程组的精确解吻合。给出了两跨连续组合梁支点次反力和次弯矩的解析式。对收缩徐变的处理方法适用于多跨连续梁。徐变对连续组合梁收缩的次内力有缓解作用,按照常荷载折减系数约为0.625,按照变荷载约0.77。钢梁高度增加将显著加大连续组合梁收缩的外部约束力。

关键词：连续组合梁约束力解析法改进迪辛格法变荷载次内力

腹板开洞钢-混凝土连续组合梁受剪性能试验研究

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西南交通大学学报 2015年第4期50卷 648-655页

作者：李龙起周东华廖文远陈旭姚凯程昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650224 许昌学院土木工程学院河南许昌461000

为研究腹板开洞连续组合梁的受剪性能,以配筋率和混凝土板厚为变量参数,对5根腹板开洞连续组合梁进行了两点单调对称集中加载试验,采用剪力分离方法对应变试验数据进行计算,得到组合梁钢梁和混凝土板承担的剪力.试验结果表明：腹板开洞... 详细信息

为研究腹板开洞连续组合梁的受剪性能,以配筋率和混凝土板厚为变量参数,对5根腹板开洞连续组合梁进行了两点单调对称集中加载试验,采用剪力分离方法对应变试验数据进行计算,得到组合梁钢梁和混凝土板承担的剪力.试验结果表明：腹板开洞不仅降低了连续组合梁的刚度和承载能力,而且引起洞口区域混凝土板和钢梁截面的竖向剪力重分布,剪力主要通过洞口上方的混凝土板来承担,占到总剪力的85%~90%;洞口区域不再符合平截面假定,最终连续组合梁洞口发生剪切破坏,组合梁丧失承载能力;增加混凝土板厚度和截面配筋率可以提高连续组合梁的承载和变形能力,并可以用来进行洞口区域的补强.

关键词：连续组合梁腹板开洞受剪性能承载力试验研究

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预应力连续组合梁负弯矩区抗弯承载力分析

工程力学 2013年第11期30卷 160-165页

作者：胡少伟叶祥飞南京水利科学研究院南京210024 中南勘测设计研究院长沙410014

预应力钢-混凝土连续组合梁具有承载力高、变形小等诸多优点,作为一种新型的横向承重构件,在工程中得到了广泛的使用。其负弯矩区承载能力计算与变形分析是其设计的关键,目前规范还是空白。因此,有必要对其刚度、变形及抗弯承载力进行... 详细信息

预应力钢-混凝土连续组合梁具有承载力高、变形小等诸多优点,作为一种新型的横向承重构件,在工程中得到了广泛的使用。其负弯矩区承载能力计算与变形分析是其设计的关键,目前规范还是空白。因此,有必要对其刚度、变形及抗弯承载力进行研究。该文基于换算截面法,引入混凝土参与受拉工作的程度系数,确定了组合梁截面抗弯刚度,进而推出了预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区的弹性抗弯承载力计算公式;基于简化塑性理论,得到了负弯矩区的极限抗弯承载力计算方法;研究表明连续组合梁能够显著提高截面刚度与减少开裂。该文公式计算结果与实测值均吻合较好,满足工程精度要求。

关键词：预应力连续组合梁负弯矩区变形抗弯承载力

腹板开洞钢-混凝土连续组合梁塑性铰及内力重分布试验研究

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工程力学 2015年第11期32卷 123-131页

作者：李龙起周东华廖文远姚凯程昆明理工大学土木工程学院云南昆明650224

为研究腹板开洞连续组合梁的受力性能,对5根腹板开洞连续组合梁和1根腹板无洞连续组合梁进行了试验对比研究。研究的重点为腹板开洞连续组合梁的塑性铰特性及内力重分布现象。试验结果表明:腹板开洞降低了连续组合梁的刚度和承载能力,... 详细信息

为研究腹板开洞连续组合梁的受力性能,对5根腹板开洞连续组合梁和1根腹板无洞连续组合梁进行了试验对比研究。研究的重点为腹板开洞连续组合梁的塑性铰特性及内力重分布现象。试验结果表明:腹板开洞降低了连续组合梁的刚度和承载能力,洞口区域不再符合平截面假定。5根腹板开洞连续组合梁的破坏过程均为在洞口处形成剪力铰并最终形成破坏机构从而丧失承载能力。与腹板无洞连续组合梁相比,腹板开洞连续组合梁在按弹性计算时就已经存在"调幅"现象。另外,试验表明连续组合梁开洞后不仅存在弯矩重分布而且在带洞跨还存在混凝土板和钢梁之间的剪力重分布现象。

关键词：连续组合梁腹板开洞塑性铰内力重分布试验研究

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钢与混凝土连续组合梁的塑性性能

东北大学学报（自然科学版） 2002年第6期23卷 599-601页

作者：吴献回国臣王庆利刘之洋东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004 沈阳有色冶金设计研究院辽宁沈阳110003 沈阳建筑工程学院辽宁沈阳110015

对于两跨及三跨的钢与混凝土连续组合梁 ,提出简化塑性理论 ,推导出集中荷载下梁负弯矩区极限抵抗矩及极限荷载的计算公式 ,给出连续组合梁调幅系数的确定方法 ,对比组合梁实测与与计算的负弯矩区极限抵抗矩、极限荷载及调幅系数 ,误差... 详细信息

对于两跨及三跨的钢与混凝土连续组合梁 ,提出简化塑性理论 ,推导出集中荷载下梁负弯矩区极限抵抗矩及极限荷载的计算公式 ,给出连续组合梁调幅系数的确定方法 ,对比组合梁实测与与计算的负弯矩区极限抵抗矩、极限荷载及调幅系数 ,误差分别为 7% ,10 %和 2 0 % ·

关键词：钢混凝土连续组合梁塑性极限抵抗矩极限荷载调幅系数

一种计算支座约束影响下连续组合梁徐变次内力的解析方法

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北京理工大学学报 2020年第1期40卷 41-47页

作者：韩春秀张久长周东华双超云南民族大学土木工程系云南昆明650504 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650504

为合理方便地计算支座约束影响下连续组合梁的徐变效应,预估组合梁长期力学性能,基于力法基本原理和混凝土徐变本构方程,分解了连续组合梁截面应力重分布和结构支座约束内力重分布的耦合关系,推导了连续组合梁在支座快速约束和缓慢约束... 详细信息

为合理方便地计算支座约束影响下连续组合梁的徐变效应,预估组合梁长期力学性能,基于力法基本原理和混凝土徐变本构方程,分解了连续组合梁截面应力重分布和结构支座约束内力重分布的耦合关系,推导了连续组合梁在支座快速约束和缓慢约束两种情况下的徐变次内力解析公式,并通过理论和数值方法对算例进行分析.计算表明:徐变对支座沉降约束起有利作用,组合梁徐变次弯矩受截面内部应力重分布影响,受重分布系数控制,随组合梁截面混凝土与钢梁的刚度比变化,内部应力和外部内力相互影响,且与徐变系数和老化系数相关.采用该方法可较方便地计算连续组合梁在支座约束变化下的内力,公式推导建立在清晰的力学基础上,计算结果能较有效地反映组合梁力学特征,是对组合梁长期力学性能计算方法的一种有效补充.

关键词：连续组合梁徐变次内力支座约束内力重分布重分布系数

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连续组合梁的局部失稳与弯矩重分布

工业建筑 2002年第9期32卷 5-7,45页

作者：顾萍陈世鸣同济大学土木工程学院上海200092

研究了负弯矩区截面未完全塑性时出现局部失稳的连续组合梁的稳定。研究结果表明 :对于第三类截面的连续组合梁局部稳定设计 ,中间支座负弯矩可调幅 2 0 %

关键词：连续组合梁局部失稳弯矩重分布钢混凝土极限承载力