部分波形钢腹板预应力连续组合梁受力性能分析
针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区存在的混凝土板预应力效率低，钢腹板易发生局部屈曲等问题，论文提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板、其余区段仍采用平面钢腹板的混合设计方法，并对这种部分波形钢腹板预应力连续组合梁的静力工作性能进行了较为系统的分析，主要内容如下:
(1)综述了连续组合梁整体稳定、局部稳定及波形腹板屈曲强度的计算方法，基于有限元特征值分析理论，分析不同腹板高厚比下部分波形腹板连续组合梁的稳定性及相应的失稳模式，对稳定临界承载力及按塑性铰理论计算的塑性极限承载力进行对比，并验证了不同高厚比下波形腹板的屈曲强度。
(2)通过理论计算及有限元分析，对部分波形腹板预应力钢-混凝土连续组合梁未开裂弹性阶段的受力性能进行研究，主要考察混凝土板中的预应力效率、开裂荷载、弯矩分配及主梁变形情况。分析发现，采用波形钢腹板后混凝土板中有效预应力显著提高，延缓了正常使用阶段混凝土裂缝的出现;理论计算结果与有限元分析结果基本吻合，采用本文理论方法计算该类组合结构的受力和变形性能能够满足工程设计的精度要求。
(3)分析了部分波形腹板预应力连续组合梁的全过程静力性能，采用ANSYS有限元软件进行该类组合梁的静力全过程模拟。分析该类结构的屈服承载力及极限承载力，并与简化计算理论结果进行对比;同时对屈服状态及极限状态下钢梁应力分布规律，主梁变形及界面滑移进行分析，系统分析该类结构全过程受力机理。通过与普通组合梁全过程分析结果进行对比，发现这种结构并未改善组合梁的屈服荷载及极限荷载。
(4)对部分波形腹板预应力连续组合梁进行参数分析，通过有限元分析预应力筋、波形腹板段长度、波形腹板波高及混凝土强度等级这4个参数对结构受力性能的影响。主要考察不同参数对部分波形腹板预应力组合梁开裂承载力、屈服承载力、极限承载、各阶段主梁变形和界面滑移的影响，得出各参数下的最优模型，以供实际工程设计参考。
部分波形腹板;预应力连续组合梁;有限元分析;受力性能
湖南大学
硕士
桥梁与隧道工程
张阳
2013
中文
U448.216;U441.2
83
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）