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《湖南大学》 2004年
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混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析

祝明桥  
【摘要】:本文对混凝土薄壁箱梁进行了一系列的试验研究与分析,包括普通钢筋混凝土薄壁箱梁抗弯性能、体外预应力混凝土薄壁箱梁抗弯性能以及配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁受扭性能的试验研究与分析,解决了混凝土薄壁箱梁抗弯和抗扭计算中的若干问题。主要研究成果如下: (1) 通过一系列普通钢筋混凝土薄壁箱梁抗弯性能的试验研究,包括均布荷载或集中荷载作用下伸臂梁、连续梁和简支梁弹性阶段受力性能的试验研究以及在集中荷载作用下简支梁破坏阶段受力性能的试验研究,证实了混凝土薄壁箱梁抗弯存在剪力滞现象,同时截面腹板处应变沿高度分布基本符合平截面假定。通过弹性阶段受力性能试验研究得到的翼缘等效宽度计算系数试验值,与JTG D62-2004规范值比较发现:伸臂箱梁根部、连续箱梁中间支座和跨中截面,规范值偏安全;而简支箱梁跨中截面试验值与规范值吻合较好。简支箱梁破坏性试验研究结果揭示了跨中截面受压翼缘等效宽度计算系数全过程变化规律,证实了普通钢筋混凝土薄壁箱梁具有良好的抗弯性能和延性。 (2) 结合混凝土薄壁箱梁的特点,选用合适的单元模型和材料本构关系,利用ANSYS大型有限元分析程序,对普通钢筋混凝土薄壁箱梁抗弯性能全过程试验进行了模拟分析,分析结果与试验结果吻合良好,并探究了引起简支箱梁跨中截面受压翼缘等效宽度计算系数变化的主要原因,关键在于截面相对受压高度ξ和受压翼缘最大应变ε_c的不同。在此基础上进行了大量参数分析,并给出了简支混凝土薄壁箱梁在弹性工作状态下和承载力极限状态下跨中截面翼缘宽度等效计算系数的计算公式。 (3) 应用混凝土简支薄壁箱梁跨中截面翼缘等效宽度计算系数分析结果,进行了试验简支箱梁等效后的工字型截面梁全过程分析,分析结果与试验结果吻合良好。同时,结合混凝土薄壁箱梁抗弯承载力极限状态下的特点—以受拉区钢筋应变达到0.01为标志,推导得出了混凝土薄壁箱梁抗弯极限承载力计算公式和设计公式。混凝土薄壁箱梁在正常使用极限状态下裂缝和挠度验算,可以不考虑其翼缘等效宽度计算系数,直接按现行规范相关公式验算。 (4) 通过体外预应力混凝土薄壁箱梁全过程试验研究与分析,证实了其体外预应力损失可以按JTG D62-2004规范中后张法相关公式计算,其实测结果与计算结果基本吻合;试验揭示了体外预应力筋应力增量主要取决于构件的整体变形和体外预应力筋偏心距的大小,并推导得出了混凝土开裂前和开裂后的体外预应力筋应力增量计算公式:体外预应力筋极限应力增量实测值与加拿大A23.3-94规
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU375.1

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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9 罗旗帜;基于能量原理的薄壁箱梁剪力滞理论与试验研究[D];湖南大学;2005年
10 朱江;纤维增强钢丝网混凝土构件抗弯性能试验研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘波;大曲率连续钢箱梁桥剪力滞效应试验研究[D];长安大学;2004年
2 李俊波;配置体外CFRP预应力筋混凝土梁抗弯性能的试验研究[D];湖南大学;2005年
3 凌云;薄壁箱形梁剪力滞效应分析[D];合肥工业大学;2004年
4 李洪;曲线连续箱梁桥剪力滞效应分析及实用计算[D];北京交通大学;2010年
5 刘巧玲;箱梁剪力滞效应问题的一些研究[D];浙江大学;2003年
6 郭建斌;双层荷载连续箱梁剪力滞效应研究[D];福州大学;2004年
7 陈楠;变高度连续箱梁剪力滞效应及长悬臂板内力分析[D];东北林业大学;2011年
8 吴有俊;薄壁箱梁考虑剪力滞效应的动力特性研究[D];广东工业大学;2011年
9 何利雄;碳纤维布体外预应力自密实混凝土薄壁箱梁应用研究[D];湖南科技大学;2009年
10 程德林;波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁抗弯性能研究[D];长安大学;2007年
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