渡槽槽架式支承结构的塑性极限分析与安全评估
渡槽是以明渠方式，引导渠水，输送渠道水流跨越河渠、溪谷、山沟、洼地和道路等障碍而修建的架空交叉输水建筑物，是输水生命线工程的重要组成部分。据调查统计，渡槽支承结构的塑性失稳是渡槽结构的主要破坏模式之一，因此对渡槽支承结构进行塑性极限分析，保证其在运行阶段的安全性，显得尤为重要。
弹性模量缩减法（简称EMRM）根据塑性极限分析理论和广义屈服准则，利用单元承载比和承载比均匀度确定基准承载比，结合基于应变能守恒定理的弹性模量调整策略，进行线弹性迭代以获取结构的最大容许应力场及极限承载力，是近年来提出的一种新型极限分析数值方法，已成功应用在土木和水利工程中钢结构的极限分析与安全评估中。渡槽槽架式支承结构是钢筋混凝土框架结构，其材料特性和截面屈服准则较钢结构复杂得多，如何准确模拟钢筋与混凝土相结合的材料特性，根据单元截面内力和截面强度的关系，建立钢筋混凝土结构单元承载比的计算表达式，是基于弹性模量缩减法进行渡槽支承结构进行塑性极限分析和安全评估的难点和关键问题。本论文研究建立了钢筋混凝土框架结构极限分析的弹性模量缩减法，进而获得了渡槽支承结构的塑性极限承载力，并对其构件与整体安全性进行了评估。
主要研究工作有:
1.根据钢筋混凝土框架结构的承载特点及破坏机理，提出了只考虑截面弯矩屈服时钢筋混凝土框架结构的单元承载比计算表达式，进而结合EMRM的弹性模量调整策略，建立了适用于钢筋混凝土框架结构极限承载力分析的EMRM。
2.结合渡槽槽架式支承结构的结构特性，应用钢筋混凝土框架结构极限分析的EMRM，获得了渡槽槽架式支承结构的塑性极限荷载、构件安全系数和整体安全系数，进而对其进行安全评估。
3.基于弹性模量缩减法，对满足安全限值要求的渡槽槽架式支承结构进行影响因素分析。讨论了槽架高度、立柱截面强度、槽身跨度等参数，对渡槽槽架式支承结构的极限承载力、构件和整体安全性的影响。
4.基于本文建立的钢筋混凝土框架结构EMRM，在工程允许的取值范围内快速、准确地确定了渡槽槽架支承结构的高度，为工程中确定槽架的合理高度提供了一种高效可行的方法。
支承结构;弹性模量;极限承载力;渡槽槽架;安全评估
广西大学
硕士
水工结构工程
段秋华;张小飞
2013
中文
TV672.3
91
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）