箱梁结构计算方法可视化研究

论文摘要

箱型截面因其具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛的应用。然而在对称荷载作用下法向应力沿横截面的分布是不均匀的，在闭口的箱梁截面就是剪力滞效应，会导致应力过分集中，造成结构失稳或破坏。在偏心荷载作用下，箱梁则会发生扭转和畸变效应，从而产生扭转应力和畸变应力，这对桥梁设计都是不利的。虽然近几十年来，出现很多剪力滞和畸变应力的计算方法，但是对于实际操作起来还是不够方便，使得在桥梁设计过程中，未有将这部分的效应考虑进去。基于此，本文采用VB对箱梁的剪力滞和畸变效应进行可视化设计，通过本程序只要输入一些基本参数就可以得到需要的结果。本文研究了单箱单室矩形，梯形截面，单箱双室截面薄壁箱梁的剪力滞和畸变问题。对等截面箱梁剪力滞问题，采用变分法结果编程，对于变截面箱梁则采用差分法，建立线性方程组，通过VB程序计算出结果。对于等截面箱梁畸变根据弹性地基梁比拟法（BEF相似法）求解，对变截面箱梁则采用刚度法计算，通过求出箱梁的畸变角和双力矩的影响线，再根据要求条件添加荷载即可得到畸变应力。本文共分六章，第一章简单介绍箱梁截面特点和VB程序，以及本文的研究意义。第二章主要根据变分法对等截面箱梁的剪力滞问题进行设计，第三章通过弹性地基梁比拟法对等截面箱梁畸变问题进行设计，第四章采用差分法对变截面箱梁的剪力滞进行可视化编程，第五章结合刚度法和弹性地基梁比拟法来设计变截面箱梁的畸变问题。本文还对一些简单的例子，通过Midas软件计算出结果与可视化程序计算的结果相比较，来验证程序的可靠性，使得可视化的结果可以直接应用于设计。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 箱型截面的优点
• 1.2 箱型截面在各类桥梁中的应用
• 1.3 箱型截面受力特点
• 1.4 Visual Basic 6.0 概述
• 1.5 研究内容及意义
• 第二章 箱梁剪力滞可视化研究
• 2.1 单箱单室矩形箱梁剪力滞可视化编程
• 2.1.1 可视化界面构思
• 2.1.2 单箱单室矩形截面剪力滞理论分析
• 2.1.3 单箱单室矩形截面剪力滞计算编程
• 2.2 单箱单室梯形箱梁剪力滞可视化编程
• 2.2.1 梯形截面剪力滞理论分析
• 2.2.2 梯形截面剪力滞可视化设计
• 2.3 单箱双室箱梁剪力滞可视化编程
• 2.3.1 理论分析
• 2.3.2 单箱双室截面剪力滞可视化界面设计
• 2.3.3 单箱双室截面剪力滞可视化程序设计
• 2.4 模型计算
• 2.5 本章小结
• 第三章 箱梁畸变可视化研究
• 3.1 概述
• 3.1.1 综述
• 3.1.2 畸变荷载分解
• 3.2 等截面箱梁的畸变微分方程和计算参数
• 3.2.1 单箱单室矩形截面畸变微分方程和计算参数
• 3.2.2 单箱单室梯形截面畸变微分方程和计算参数
• 3.2.3 单箱双室矩形截面畸变微分方程和计算参数
• 3.3 畸变微分方程的求解
• 3.3.1 理论简述
• 3.3.2 有限长梁初参数求解结果
• 3.4 单箱单室矩形截面畸变可视化
• 3.4.1 截面设计
• 3.4.2 程序代码设计
• 3.5 模型计算
• 3.6 本章小结
• 第四章 变截面箱梁剪力滞可视化研究
• 4.1 方法原理
• 4.2 可视化程序设计
• 4.3 可视化程序编码设计
• 4.4 模型计算
• 4.5 本章小结
• 第五章 变截面箱梁畸变可视化研究
• 5.1 方法原理
• 5.2 影响线可视化设计
• 5.3 影响线可视化设计程序
• 5.4 特定荷载下的畸变应力可视化设计
• 5.5 特定荷载下的畸变应力可视化程序
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 进一步研究工作展望
• 参考文献
• 致谢