正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力分析及可靠度評(píng)估.pdf

1、正交異性鋼橋面板由于自重輕、節(jié)省鋼材、抗扭剛度大、整體性好、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，其作為整體式橋面體系在纜索承重體系的鋼橋中得到廣泛應(yīng)用。然而，正交異性鋼橋面板焊接結(jié)構(gòu)中，鋼橋面板與縱向加勁肋和橫隔板之間連接的焊接節(jié)點(diǎn)焊趾處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，在交通荷載直接作用下，焊接節(jié)點(diǎn)焊趾處容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。
　　本文以正交異性鋼橋面板焊接節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，對(duì)焊接節(jié)點(diǎn)焊趾處不同的結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力確定方法進(jìn)行比較分析，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行受力性能分析以及可靠度評(píng)估

2、，本文主要的研究工作如下。
　　利用有限元軟件ANSYS分別建立了焊接節(jié)點(diǎn)的實(shí)體單元和殼單元有限元模型，在焊趾附近區(qū)域共劃分七種尺寸單元網(wǎng)格，分別采用直接提取法、表面外推法和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法計(jì)算正交異性鋼橋面板焊接節(jié)點(diǎn)焊趾處的結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力，比較分析不同方法計(jì)算結(jié)果的精度及其對(duì)有限元網(wǎng)格尺寸和單元類型的敏感性。研究結(jié)果表明，對(duì)于不同網(wǎng)格尺寸和單元類型的有限元模型，直接提取法和表面外推法獲得的結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力離散性較大，結(jié)構(gòu)應(yīng)力法計(jì)算的結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)

3、應(yīng)力具有較好的一致性。
　　基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法在確定焊趾附近合理的應(yīng)力分布方面是一種有效的數(shù)值分析計(jì)算方法，考慮焊接節(jié)點(diǎn)自身材料屬性和外部荷載條件的隨機(jī)性，利用結(jié)構(gòu)可靠度理論的概率分析方法對(duì)正交異性鋼橋面板進(jìn)行可靠度評(píng)估。首先，在已建立的焊接節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元和殼單元有限元模型的基礎(chǔ)上，分析結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果在不同荷載作用下對(duì)單元類型和網(wǎng)格尺寸的敏感性。其次，根據(jù)焊接節(jié)點(diǎn)的抗力效應(yīng)和荷載效應(yīng)建立結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，其中，抗力效應(yīng)為結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度，荷