基于钢-混凝土组合梁抗侧扭刚度与失稳研究

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1、中请同济大学工学硕士学位沦文钢．混凝土组合梁抗侧扭刚度与失稳研究培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院结构工程与防灾研究所土木工程结构工程师小虎陈世鸣教授二OO七年三月摘要组合梁的负弯矩区域，钢梁下翼缘在承受较大的可变荷载以及不利荷载分布时，呈受压状态而产生侧扭失稳，并伴随着钢梁腹板的横向变形，会影响组合梁的极限承载力。本文对连续组合梁侧扭畸变失稳进行了研究，主要内容如下：(1)对基于弹性地基压杆理论的BS5400方法和基于能量法的ECA方法进行了探讨和分析，介绍了这两种方法的理论背景。EC4方法将组合梁中腹板的

2、侧向变形等效为相应的扭转约束，则建立能量方程时仍可采用刚周边假定，从而使理论推导变得相当简便，本文对其等效的原则和方法进行了详细的描述。(2)采用通用有限元软件ANSYS对影响组合梁畸变失稳的因素作了参数分析。分析表明，对于普通组合梁，混凝土板中纵向钢筋对组合梁侧扭失稳的影响不大；组合梁失稳承载力与钢梁受到的扭转约束的大小有关，但是当扭转约束大于一定的值后，扭转约束的影响较小，则可以认为混凝土板是完全刚性的，文中给出了具体的判断准则；支座条件对失稳承载力的影响与梁长有关，梁越长，影响越小。采用Svonsson模型计算组合梁的侧扭失稳，

3、当梁的跨度较小时，则应考虑支座条件的影响；针对目前计算组合梁畸变失稳极限承载力中存在的问题，结合国外的研究成果并通过ANSYS验证，介绍了一种计算组合梁畸变失稳极限承载力的简单的方法。(3)论述了加肋组合梁的抗侧扭刚度，介绍了采用非连续侧向约束压杆模型计算加肋组合梁侧扭失稳的方法。通过有限元分析表明，组合梁的腹板加肋后，失稳承载能力有明显提高。此外，对加肋组合梁侧扭失稳承载力的计算方法进行了初步的探讨。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键调：连续缀合粱，秘铤跨交失稳，涟续燹蠢约窳疆丰子，Svensson模鳌，能量法，有限元

4、，腹板加肋组龠梁，非连续侧向约束压栉IIABSTR^(玎ABSTRACTInthenegativemomentregionofacontinuouscompositebeam,thesteelcomponentwouldbepronetolateralbuckling,whichisinadistortionalmodethatinvolvesout-of-planebendingofthesteelweb，becausethesteeltopflangeislaterallyandtorsionallyrestrainedbythe

5、stiffconcreteslab．Basedonbroadliteraturestudyandfinitedementanalysis，thedistortionalbucklingofthecompositebeamsisstudiedinthispaper．ThePaperiscomposedofthreeparts：(1)Twomethodsaboutcalculatingthedistortionalbucklingofthecompositebeamsareintroduced．IntheBritishmethodforc

6、ompositebridges(BS5400：Part3)，calculationofthelateralcriticalbucklingstressofacontinuouscompositebeamisrelatedtoeffectivelengthofthebottomflange，whichisbasedonalaterallyrestrainedstrut．EUROCODFApresentsamoresophisticatedapproachforassessingthecriticalbucklingmoment．TheE

7、UROCODE4methodisbasedonprincipleofresidentpotentialenergy．ByintroducinganequivalenttorsionalrestrainteeIlStantrelatingtotheflexibilitiesofthewebandtheslab，theVlasovassumptioncanstillbeusedforthederivationoftheenergyequation．(2)Thefiniteelementanalysisiscarriedtostudythe

8、factorswhichinfluencethecriticaldistortionalbucklingmoment．Thefactorsincluded：theamountofsteelreinforcementint