大跨度鋼管混凝土拱橋的三維非線性層合元分析研究.pdf

1、鋼管混凝土以其諸多優(yōu)點而在高層建筑和大跨度拱橋中得到廣泛應(yīng)用,國內(nèi)外很多學(xué)者對鋼管混凝土構(gòu)件的極限承載力以及長期載荷作用下核心混凝土的徐變特性進(jìn)行了大量的試驗研究和理論探索.該文在總結(jié)過去有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,針對目前對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)受力特性研究中所存在的主要問題,提出了三維非線性虛擬層合單元法,并對鋼管混凝土構(gòu)件的極限承載力和徐變規(guī)律分別進(jìn)行了深入研究.在對鋼管混凝土構(gòu)件極限承載力的分析計算中,該文提出了核心混凝土的三維非線性應(yīng)力—應(yīng)

2、變?nèi)亢驮隽勘緲?gòu)關(guān)系模型,采用完全的拉格朗日表述來考慮與變形歷史有關(guān)的大變形問題,并對長細(xì)比、含鋼率和偏心率在較大范圍內(nèi)變化的方、圓鋼管混凝土構(gòu)件的非線性屈曲承載力分別進(jìn)行了試驗和理論對比分析研究,結(jié)果表明二者符合較好.在對鋼管混凝土構(gòu)件長期荷載效應(yīng)的分析中,該文基于三維粘彈性理論,采用三參數(shù)粘彈性模型,提出了核心混凝土徐變的三維有限元分析理論,在總結(jié)過去大量關(guān)于混凝土徐變試驗實測結(jié)果的基礎(chǔ)上擬合了模型中的三個參數(shù),并成功將其應(yīng)用于鋼管

3、混凝土徐變的三維分析計算中,得到徐變與持荷時間的關(guān)系,以典型截面形式的圓鋼管混凝土軸壓、偏壓構(gòu)件為例,對軸壓比、長細(xì)比、含鋼率、偏心率以及核心混凝土等級分別進(jìn)行了大量的參數(shù)分析和實驗對比研究,結(jié)果表明二者符合較好.最后,將該文所提出的三維非線性分析方法及其主要研究成果直接應(yīng)用于198m跨勁型骨架式鋼管混凝土拱橋"淳安威坪大橋"的分析計算中,對該橋在最不利恒載和活載組合下的一般特征值失穩(wěn)系數(shù)和非線性屈曲系數(shù)進(jìn)行了對比研究,并對一期恒載長期