箱梁加纵隔板和加劲肋后的力学性能研究

摘要

薄壁结构在当今桥梁与建筑工程中是一种比较普遍的结构形式，通常把薄板、壳体和薄壁截面组成的结构称为薄壁结构。与其它结构形式相比，在基于满足强度要求下，薄壁结构具有重量轻，强度大，能充分利用材料的特点，故薄壁结构广泛地应用于工程实践。 文中分别阐述了薄壁结构经典理论与薄壁杆件的有限元理论。本文研究的是一种特殊的薄壁结构--箱梁。经典理论主要可分为符拉索夫开口薄壁理论与乌曼斯基闭口薄壁杆件约束扭转理论。文中对乌曼斯基理论进行了探讨，并总结了梁的几何特征对乌曼斯基理论的影响。 运用ANSYS有限元软件建立9种不同的钢箱梁有限元模型，分别对设置不同数量的纵隔板的情况与设置不同数量的加劲肋的情况进行应力分析，研究不同数量的纵隔板及加劲肋对箱梁受力的影响，得到加劲肋截面积与加劲肋所在面截面积之比在一定范围内，加劲肋在结构受力中起的作用最大，并给例子进行验证。并与运用经典理论所得结果进行比较，证实了在箱梁弯矩较大部位，截面外侧应力明显大于截面内侧应力。弯矩较大以及弯矩反向变化处截面的应力分布不均匀现象很明显，与运用经典理论所得结果进行比较，分析结果与运用经典理论所得结果比较吻合。对实际工程的结构设计有一定的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2 薄壁梁的基本概念

1.3 国内外研究概况

1.3.1解析法

1.3.2数值法

第二章薄壁结构的经典理论

2.1薄壁结构的基本概念

2.2任意截面薄壁杆件的弯曲和自由扭转

2.2.1薄壁结构位移的基本假设

2.2.2薄壁杆件的弯曲

2.2.3闭口截面薄壁杆件的自由扭转

2.3约束扭转的概念

2.4闭口截面薄壁杆件的约束扭转

2.4.1乌曼斯基闭口截面薄壁杆件约束理论概述

2.4.2梁的几何特征对乌曼斯基理论的影响

第三章薄壁杆件的有限元理论

3.1概述

3.2形函数

3.2.1直线式形函数

3.2.2三次式形函数

3.2.3薄壁单元扭转的形函数

3.2.4薄壁空间弯扭单元的形函数

3.3 薄壁杆单元分析

3.3.1拉压杆单元

3.3.2薄壁扭转单元

3.3.3一般薄壁空间扭转单元

3.4整体分析

第四章有限元模型建立及结构分析

4.1建模所应用的单元

4.2模型建立

4.3结构应力分析

4.3.1不同数量纵向隔板的情况

4.3.2不同数量加劲肋的情况

4.4某天桥运用ANSYS计算示例

小结

第五章结论和展望

5.1结论

5.2展望和建议

致 谢

参考文献

在学期间发表的论著和取得的科研成果