大管径加肋钢管构件稳定性研究（可复制毕业论文）.pdf

大管径加肋钢管构件稳定性研究摘要钢管混凝土拱桥是我国近年来大跨径拱桥普遍采用的一种新桥型。钢管混凝土结构是一种将钢材和混凝土两种材料协同互补的组合材料,具有承载力高、刚度大和经济效益好等特点。尤其在施工中可将空钢管作为承重的支架和模板,大大减少了施工机具设备。随着拱桥向大跨径发展,钢管混凝土拱肋的截面尺寸需通过加大管径和增加壁厚来满足刚度要求。但采用大管径的钢管拱肋在施工时可能出现稳定性问题,于是在一些工程实例出现了一种大管径加肋钢管拱肋,它在一定程度上能解决施工中的稳定性问题。本文针对贵州北盘江特大桥初选设计方案中提出的大管径加肋钢管拱肋在施工时的稳定性问题作为工程背景,对此展开了较为系统的理论研究和计算分析。本文结合大型工程有限元计算程序捎玫サ骷釉兀芯抗袄呓诙纹氖苎故钡奈榷ㄐ阅堋通过对计算结果的分析,提出了影响节段稳定性能的几个因素:节段长度、自重、截面布置形式等。最后,在数值分析的基础上,为拱肋提出了一个最优化的截面布置形式,可作为工程实践的理论参考依据。关键词:钢管混凝土拱桥稳定性加肋钢管最优化
本人签名箍拯关于论文使用授权的说明独创性声明日期碰;』:兰外,论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果,也不包含为获得华本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定,本论文保密期年.
主要符号说明钗隦δ玱线弹性刚度矩阵;几何刚度矩阵;钢材弹性模量;钢材密度;钢管壁厚;拱肋节段承受的轴力;拱肋节段承受的弯矩;拱肋节段承受的顶端推力。泊松比;钢管直径;
第一章绪论问题的提出钢管混凝土的特点及其发展概况钢管混凝土甪侵冈诟止苤刑畛浠炷炼纬傻墓件,按截面形式不同,分为方匦钢管混凝土、,共同受力,其受力性能优于两种材料性能的简单叠加。在钢管中填充混凝土形成钢管混凝土后,随着轴心受压荷载的增大,核心混凝土的泊松比逐渐超过了钢管的泊松比。两者之间产生了渐增的相互作用力,使得核心混凝土处于三向受压状态,其承载力大大提高。同时,钢管的套箍作用大大提高了混凝土的塑性性能,使得混凝土特别是高强混凝土脆性的弱点得到克服。另一方面,混凝土内填于钢管之内,增强了钢管管壁的稳定性,刚度也远大于钢结构,使其整体稳定性也有了极大的提高,因此钢管混凝土材料应用于以受压为主的构件中,较之钢结构和混凝土结构有着极大的优越性。此外,钢管混凝土还有以下特点【浚在施工方面,钢管具有较大的刚度和强度,可以作为施工的劲性骨架。钢管本身又可作为耐侧压的模板,这样,施工时就不需要模板和支架。钢管制作工厂化,劳动效率高,比起钢筋混凝土结构中的钢筋加工制作省时省工。突鹦阅芎谩S捎诟止苣诓炕炷恋谋热冉洗螅发生火灾时,混凝土能吸收大量的热量,从而延长了钢管的耐火极限,有利于钢管的抗火和防火。止芑炷两峁咕哂薪虾玫哪统寤髂芰投π阅堋T残钢管混凝土柱在抵抗方向不确定的地震力作用时,由于各方面的强度相同,显示出其有效性。钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的,最早采用钢管混凝土的工程之一是年的铁路桥桥墩,在钢管内填充混凝土以防止锈蚀并承受压力,随后被用作工业厂房的结构柱。对钢管混凝土力学性能进行较为深入的研究及这类结构被大范围推广应用主要是在上世纪年代以后。早期钢管混凝土采用的钢管往往是热轧管,钢管的壁厚一般均较大,而且由于钢管内混凝土浇筑工艺未得到很好解决,因而经济效果不明显,从而使钢管混凝土的推广应用受到一定影响。前苏联在上世纪五六十年代对钢管混凝土结构进行了大量研究,并在一些土建工程,如工业厂房和拱桥结构中进行了应用。在西欧一些国家如英国、德国和.
法国等,主要研究方钢管混凝土、圆钢管混凝土和矩形钢管混凝土结构,核心混凝土为素混凝土,或在核心混凝上中配置钢筋或型钢。目前的设计规程主要有鹿腄龋拦匝芯糠礁止芑炷梁驮哺止芑炷土为主,核心混凝土为素混凝土,设计规程主要有.,和甊;日本年关西大地震后,发现钢管混凝土结构在该次地震中的破坏并不明显,故在以后的建筑尤其是高层建筑中,钢管混凝土得到大量应用,特别是年阪神大地震后,钢管混凝土更显示了优越的抗震性能,钢管混凝土的研究进一步成为热门课题之一。日本主要研究方钢管混凝土、圆钢管混凝土和矩形钢管混凝土结构,核心混凝土为素混