波形钢腹板PC组合箱梁复杂受力条件下抗扭承载力研究

波形钢腹板PC组合箱梁是在预应力混凝土箱梁的基础上，以波形钢板取代混凝土作为箱梁腹板形成的一种新型组合结构，在桥梁工程及其他土木工程中逐渐得到广泛运用。本项目针对该新型组合结构，拟采用有限元数值模拟、理论分析和模型试验等方法，首创性地对其在复杂受力条件下(纯扭、弯扭复合、弯剪扭复合等不同情况)的抗扭承载力进行研究。在研究过程中拟首先采用数值模拟和理论推导的方式，探究该组合箱梁在纯扭、弯扭和弯剪扭复合受力条件下的扭转力学机理；然后在理论分析和假定的条件下，推导抗扭承载力的理论计算模型，并通过模型试验的方法对建立的理论计算模型进行检验；最后，在得到检验后的理论计算模型基础上结合工程实践的相关要求，制定出一组能够直接用于工程设计的计算公式。本项目属于新型组合结构的基础性研究，对全面了解该结构力学性能促进其在桥梁工程及其他土木工程中的应用具有积极意义。

波形钢腹板PC组合箱梁是在预应力混凝土箱梁的基础上，以波形钢板取代混凝土作为箱梁腹板形成的一种新型组合结构，在桥梁工程及其他土木工程中逐渐得到广泛运用。本项目针对该新型组合结构，采用有限元数值模拟、理论分析和模型试验等方法，首创性地对其在复杂受力条件下(纯扭、弯扭复合、弯剪扭复合等不同情况)的抗扭承载力进行研究。本项目属于新型组合结构的基础性研究，对全面了解该结构力学性能促进其在桥梁工程及其他土木工程中的应用具有积极意义。.在详细对比分析了现有不同计算理论的优缺点，建立了箱形梁纯扭作用下基于固定角-软化桁架理论的抗扭承载力计算模型。.设计制作了六根缩尺波形钢腹板PC组合箱梁模型梁，完成了组合箱梁纯扭作用及弯扭复合作用下抗扭承载力模型试验，得到了组合箱梁分别在纯扭作用和弯扭复合作用下的受扭试验现象。.采用参数化建模技术，基于有限元通用程序ANSYS平台，对组合箱梁纯扭作用下抗扭承载力影响因素进行了参数化研究。.以模型试验中观察到的扭转力学现象为基础，提出了当钢腹板屈服后组合箱梁混凝土顶底板内部剪力流循环作用的抗扭机理，基于固定角-软化桁架理论，建立了组合箱梁纯扭作用下抗扭承载力计算模型及设计计算方法。.同时结合组合箱梁自身结构特点，建立了组合箱梁弯扭复合作用下抗扭承载力计算模型，并在试验数据和理论计算数据的基础上，采用数据拟合的方法得到了承载力相关方程。