负弯矩作用下钢-混凝土组合箱梁畸变屈曲分析.pdf

《负弯矩作用下钢-混凝土组合箱梁畸变屈曲分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、华南理工大学学报(自然科学版)第43卷第2期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo1．43NO．22015年2月(NaturalScienceEdition)February2015文章编号：1000—565X(2015)02-0075-06负弯矩作用下钢一混凝土组合箱梁畸变屈曲分析术周旺保蒋丽忠李书进孔凡(1．武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430070；2．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)摘要：畸变屈曲负弯矩区是钢一混凝土组合箱粱的最重要屈曲模式之一，而钢梁底板的转动及侧向约束刚度是影响其畸变屈曲的关键因素．文中对钢一

2、混凝土组合箱梁负弯矩区钢梁底板的等效侧向及转动约束刚度进行了分析，结果表明钢梁底板侧向及转动约束刚度均与外荷载有耦合关系；基于钢梁底板侧向及转动约束刚度计算公式，利用弹性地基梁法推导了组合箱梁畸变屈曲临界应力计算公式，并进一步获得组合箱梁畸变屈曲临界弯矩；最后通过算例将该方法与ANSYS有限元法进行对比．算例分析表明：负弯矩作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载受构件长度影响较小；负弯矩作用下，转动约束刚度折减系数取0．5时，该方法屈曲弯矩计算结果与ANSYS有限元计算结果吻合良好．该方法利用了更为科学的钢梁底板侧向及转动约束刚度，考虑了负弯矩区底板和腹板的耦合失稳，计算方法物理意义更为明确，同时

3、该计算方法较为简便，为变轴力作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载计算方法提供了理论基础．关键词：钢一混凝土组合箱梁；畸变屈曲；转动约束刚度；侧向约束刚度；屈曲弯矩中图分类号：TU398．9；TU312；TU973．2doi：10．3969／j．issn．1000-565X．2015．02．011钢一混凝土组合箱梁由钢梁通过抗剪连接件与进行了参数分析．聂建国等运用瑞利一里兹能量混凝土板形成整体，共同承受外部荷载的作用．在实法推导出了翼板完全断开的工字钢混凝土组合梁侧际楼板结构中，因为混凝土翼缘板的抗扭刚度和侧扭失稳模式的临界弯矩计算公式．Ye等刮以弹性向刚度很大，所以在组合箱梁的负弯矩区域，钢梁受

4、地基压杆弯扭屈曲代替工字钢约束畸变屈曲的方法到混凝土板侧向和扭转约束作用．钢梁底板在承受对工字钢组合梁畸变屈曲性能进行了研究，并指出较大的不利分布荷载发生屈曲时，产生侧向变形的弹性地基梁法比能量变分法更为合理．Svensson、同时伴随着钢梁腹板的横向变形，即畸变屈曲，因此Williams等刮相继对弹性地基梁方法进行了拓展，畸变屈曲为负弯矩作用下钢一混凝土组合箱梁的主如增加楼板刚度贡献和腹板参与面积等．周旺保要屈曲模式．等对工字钢一混凝土组合梁的腹板转动和侧向目前，对钢一混凝土组合梁稳定性能的研究一约束刚度进行了深入研究，获得了工字钢一混凝土般采用数值计算方法或简化理论计算方法．Lee、V

5、r—组合梁畸变屈曲高精度解析解．刘沐宇等采用能celj等利用数值方法分别对普通工字钢连续梁量变分法构建了剪切应力作用下考虑弹性转动约束和组合连续梁非线性基本屈曲性能进行了研究，并边界的工字钢一混凝土组合梁高腹板的临界屈曲应收稿日期：2014-07—16基金项目：国家自然科学基金资助项目(51408449，51378502)；武汉理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014一IV-049)Foundationitem：SupposedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(5140849，51378502)作者简介：周旺保(198

6、2一)，男，博士，讲师，主要从事钢一混凝土组合结构稳定及抗震研究．E．mail：zhwb@whut．edu．cn76华南理工大学学报(自然科学版)第43卷力计算模型，基于弹性薄板理论分析了混凝土桥面为了简化计算，文中做如下假定[12-18]：板、剪力钉、钢翼缘板结构特性、材料参数与边界弹(1)混凝土板的侧向弯曲刚度及扭转刚度相对性转动约束系数之间的关系．童根树等采用能量较大，钢梁上翼缘受到混凝土板的约束不能发生侧法获得了工字钢一混凝土组合梁下翼缘弹性畸变屈曲向和扭转变形；临界应力，并在大量数值计算基础上获得了工字钢一(2)不考虑混凝土的抗拉能力；混凝土组合梁畸变屈曲临界荷载的实用计算公式．

7、(3)钢梁底板两侧受钢梁腹板的竖向约束作用上述研究对象基本为工字钢一混凝土组合梁，很大，即取钢梁底板竖向约束刚度k=∞．对于钢一混凝土组合箱梁畸变屈曲方面的研究尚不根据上述基本假定，组合箱梁畸变屈曲模型可简多见．文献[13．16]的研究表明：纯弯矩作用下组合化为水平和扭转方向受弹簧约束、竖向受刚性约束的梁畸变屈曲临界荷载计算方法是变轴力作用下畸变薄板约束扭转问题，其简化计算模型如图2所示．屈曲临界荷载计算方法的基础．本研