地震荷载作用下预应力混凝土曲线箱梁剪力滞分析材料本构模型研究

摘要

在现代桥梁建设中，曲线桥梁的使用日趋频繁。在当前曲线桥梁的建设中，曲线箱梁的使用相比于其它形式的桥梁更广泛。曲线箱梁的优势主要在于它对抗弯扭时的刚度大、自重较轻以及是建设和使用工程中稳定性比较高。然而箱型截面应用在曲线梁桥时会出现剪力滞效应，这是由于曲线箱梁中曲率的存在会产生弯扭耦合效应，而这种弯扭耦合效应在一定的程度上使剪力滞效应更加显著。近几年，对曲线箱梁的剪力滞效应的研究较多，大多数学者主要研究的是在静荷载的作用下曲线箱梁中产生的剪力滞效应。但是，对于在动荷载的作用下曲线箱梁中产生的剪力滞效应研究才刚刚起步。地震作用下预应力混凝土曲线箱梁的剪力滞效应分析时选用材料的本构模型对分析结果的精确性非常重要针对这些问题，本文做了以下几方面的工作：
　　1.本文选择的研究对象是一个实际工程中的预应力混凝土曲线箱梁桥。通过遴选得到三条不同的地震波，其中两条为典型波，分别是天津波与El?Centro波，另一条为根据实际场地记录的地震波（文中简称为人工波）。通过ANSYS分析了在三种地震作用下的曲线箱梁的剪力滞效应。
　　2.本文选取了三种不同的混凝土本构模型与一种预应力钢筋的本构模型。运用时程分析法分析了曲线箱梁选择三种不同本构模型后分别输入三种地震波后的动力响应，得出了跨中截面顶板各节点的剪力滞系数。对比分析了预应力混凝土曲线箱梁分别在采用三种本构模型时跨中截面顶板的剪力滞系数分布，同时还分析了跨中截面顶板与内侧腹板交接处的节点的剪力滞系数随时间变化的规律。
　　3.本文研究结论表明，当地震作用分别采用天津波、El-Centro波和人工波时，对预应力混凝土曲线箱梁的剪力滞效应进行有限元分析时，采用Hogenestad混凝土本构模型更合适。

目录

声明

第1章 绪论

1.1曲线箱梁桥的工程应用

1.2 剪力滞效应研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 材料的本构模型

2.1 混凝土的本构关系简介

2.2 混凝土本构模型的选取

2.3 钢筋本构模型的选取

第3章 地震作用下混凝土曲线箱梁剪力滞效应有限元分析方法

3.1 有限元计算理论概述

3.2 ANSYS概述

3.3 有限元单元简介

3.4 地震作用理论

第4章 地震作用下预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应有限元分析

4.1 工程背景

4.2 天津波作用下预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析

4.3 El-Centro波作用下预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析

4.4 人工波作用下预应力混凝土曲线箱梁剪力滞分析

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢