考虑界面非连续变形的钢-混凝土组合梁桥数值模拟分析/土木工程科技创新与发展研究前沿

钢-混凝土组合梁桥可以充分利用钢材和混凝土材 料的优点，弥补各自弱点，已在国内外工程中得到了 广泛应用。本书针对钢-混组合梁桥界面非连续变形的 关键问题，对考虑非连续变形的组合结构数值分析进 行深入研究。本书对钢与混凝土之间界面的滑移与张 开脱离、剪力连接件拔出过程裂纹的开裂与扩展的连 续非连续变形进行模拟研究，并采用物理区域与单元 网格相独立的策略，建立考虑界面滑移组合梁的三维 强化有限元分析模型。以港珠澳大桥为工程背景，实 现对实际工程组合梁桥结构的精细化分析。 本书可作为桥梁设计和科研人员的参考书，也可 供高校师生学习相关课程参考使用。

第1章 绪论 1.1 概述 1.2 组合梁结构及其界面问题 1.3 组合梁结构考虑界面滑移的研究现状 1.3.1 规范设计方法 1.3.2 组合梁结构的试验研究 1.3.3 组合梁的解析计算 1.3.4 组合梁桥结构的数值模拟研究 本章参考文献 第2章 界面问题及黏聚区域模型 2.1 引言 2.2 非连续变形问题的力学描述 2.3 CZM理论介绍 2.4 基于ABAQUS无厚度界面黏聚单元开发 2.4.1 平面无厚度黏聚力界面单元 2.4.2 三维无厚度黏聚力界面单元 2.4.3 黏聚力界面单元计算流程 2.5 方法应用——石拱桥承载力计算 2.5.1 石拱桥接缝的本构描述 2.5.2 计算结果分析 2.6 本章小结 本章参考文献 第3章 钢-混组合结构界面刚度的数值模拟及理论推导 3.1 引言 3.2 钢-混凝土之间界面的模拟 3.3 模拟推出试验的有限元模型 3.3.1 推出模型几何参数 3.3.2 材料参数 3.3.3 有限元模型 3.4 推出试验的数值模拟结果分析 3.4.1 剪力连接件的抗剪承载力和抗剪刚度 3.4.2 栓钉根部与周围混凝土的分离量 3.4.3 混凝土板与钢翼缘板之间界面的法向张开变形 3.4.4 混凝土板与钢翼缘板之间界面的滑移分布 3.4.5 塑性状态分布 3.5 剪力连接件等效刚度的理论推导 3.5.1 规范及文献计算方法 3.5.2 等效刚度的理论推导 3.5.3 等效抗剪刚度理论推导的验证 3.6 本章小结 本章参考文献 第4章 基于强化有限元的组合梁桥栓钉拔出的数值模拟 4.1 引言 4.2 混凝板裂纹扩展问题 4.3 基于强化有限单元的CZM单元 4.4 数值模型介绍 4.5 数值模拟结果分析 4.6 本章小结 本章参考文献 第5章 基于CZM模型的连续组合梁界面滑移及剪力连接件受力分析 5.1 引言 5.2 考虑摩擦黏聚力的黏聚区域模型 5.3 算例分析模型 5.4 数值计算模型 5.5 计算结果及讨论 5.5.1 结构整体变形 5.5.2 界面非连续变形 5.5.3 界面应力分布 5.5.4 剪力连接件受力 5.6 本章小结 本章参考文献 第6章 基于强化有限元的组合梁界面非线性效应模拟 6.1 引言 6.2 三维强化有限单元法 6.3 钢-混凝土界面的模拟 6.4 数值验证 6.4.1 算例1——矩形截面组合梁 6.4.2 算例2——工字钢-混凝土板组合梁 6.4.3 算例3——钢槽梁混凝土板组合连续梁 6.5 本章小结 本章参考文献 第7章 考虑界面滑移的强化有限元在港珠澳大桥工程中的应用 7.1 引言 7.2 工程概况介绍 7.2.1 钢主梁 7.2.2 混凝土板 7.3 有限元模型 7.4 二期恒载作用下的计算 7.4.1 挠度计算结果 7.4.2 界面滑移计算结果 7.4.3 钢梁底缘应力计算结果 7.4.4 混凝土板应力计算结果 7.5 车辆活载作用下的计算 7.5.1 挠度计算结果 7.5.2 界面滑移计算结果 7.5.3 钢梁底缘应力计算结果 7.5.4 混凝土板应力计算结果 7.6 本章小结 本章参考文献