箱梁剪力滯效應(yīng).pdf

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1、Doors&Windows應(yīng)用與實(shí)踐應(yīng)用與實(shí)踐箱梁剪力滯效應(yīng)張韜重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院摘要：隨著混凝土材料性能的不斷提高、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷發(fā)展，箱梁在橋梁建設(shè)中得到了廣泛地應(yīng)用，箱梁截面形式具有橫向翼緣板寬、腹板間距大的特點(diǎn)，箱形截面梁存在嚴(yán)重的剪力滯效應(yīng)。本文著重介紹剪力滯效應(yīng)的概念，研究現(xiàn)狀以及相關(guān)研究方法。關(guān)鍵詞：箱梁；剪力滯效應(yīng)1引言交異性板法；②彈性折板理論；③比擬桿法；④能量變分法;⑤箱形截面具有自重輕，抗彎抗扭剛度大，力學(xué)性能好，適數(shù)值解法。應(yīng)現(xiàn)代化施工等優(yōu)點(diǎn)，所以很多大跨徑橋梁的主梁截面都采正交異性板法

2、：把肋板比擬成正交異性板，將肋的面積平用箱形截面的形式。攤在整個(gè)板上，利用邊界條件，推導(dǎo)出肋結(jié)構(gòu)的法向應(yīng)力，得箱形截面梁等受彎構(gòu)件在承受豎向荷載時(shí)，頂板跟底板出剪力滯效應(yīng)。存在剪切變形，導(dǎo)致頂板跟底板的應(yīng)力分布與初等梁的彎曲彈性折板理論：將箱梁離散成若干矩形板，假設(shè)板平面內(nèi)理論不符。我們把這種彎曲正應(yīng)力呈現(xiàn)不均勻分布的現(xiàn)象稱與板平面外具有完全獨(dú)立的結(jié)構(gòu)性能，利用彈性平面應(yīng)力理之為剪力滯效應(yīng)。論、薄板理論和彎曲理論計(jì)算求得板平面內(nèi)和板平面外的應(yīng)剪力滯效應(yīng)在一定程度上會(huì)影響橋梁的結(jié)構(gòu)特性，比如力和位移。增大梁的變形，降低主梁

3、剛度。箱梁在翼板和腹板的交界處比擬桿法：比擬桿法由加勁薄板理論和有限加勁肋理論會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致梁體裂縫的出現(xiàn)。嚴(yán)重影發(fā)展而來(lái)，它將箱梁看做是理想化的加勁桿與等效薄板的組響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性。合體系，通過(guò)計(jì)算加勁桿的內(nèi)力推導(dǎo)剪力滯特性。2研究現(xiàn)狀能量變分法：在應(yīng)用最小勢(shì)能原理時(shí)，引入梁的豎向撓度和縱向位移，建立微分方程，運(yùn)用函數(shù)的變分法，獲得應(yīng)力和弗?卡曼最早對(duì)剪力滯的問(wèn)題進(jìn)行研究，他以一座連續(xù)撓度的閉合解，推導(dǎo)剪力滯效應(yīng)。梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象，讓其承受余弦荷載，利用最小勢(shì)能原理，計(jì)數(shù)值解法又分為有限

4、元法、有線條法、有限段法。有限元算出連續(xù)梁的有效分布寬度，后人稱之為“卡曼理論”。從20法能解決許多復(fù)雜的工程問(wèn)題，可以用來(lái)分析箱梁的剪力滯世紀(jì)60年代末期至20世紀(jì)70年代初期，奧地利、英國(guó)、澳大利效應(yīng)；有限條法是一種半解析方法，能夠分析任意邊界條件的亞、德國(guó)都發(fā)生了鋼箱梁的失穩(wěn)破壞事故。后來(lái)，專家學(xué)者認(rèn)正交異性板、各向同性板以及箱梁結(jié)構(gòu)的剪力滯效應(yīng)，具有簡(jiǎn)真分析和總結(jié)了橋梁發(fā)生事故的原因，認(rèn)為這些橋梁在設(shè)計(jì)明直接，計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)；有限段法認(rèn)為箱梁是由很多單元拼的過(guò)程中，計(jì)算方法有嚴(yán)重的缺陷，其中一項(xiàng)就是沒(méi)有考慮裝起來(lái)

5、的，從箱梁剪力滯的基本方程入手，推導(dǎo)單元的剛度矩箱梁剪力滯效應(yīng)的影響，導(dǎo)致應(yīng)力過(guò)度集中，造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)陣，也是一種半解析方法。破壞。4結(jié)語(yǔ)目前，國(guó)內(nèi)建造了大量的箱連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋和斜拉橋，影響箱梁剪力滯效應(yīng)的因素很多，如寬跨比、荷載類型、它們都存在較為突出的剪力滯效應(yīng)現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)建造過(guò)程腹板傾斜程度等等。目前還在利用傳統(tǒng)的彈性力學(xué)理論研究中，不能忽略它的影響。另外，在高層建筑中，在風(fēng)力作用下，剪力滯效應(yīng)。復(fù)雜結(jié)構(gòu)的理論分析要求更高，今后的研究應(yīng)懸臂的筒中筒結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)負(fù)剪力滯的特殊情況，工程師們?cè)诋?dāng)以薄壁桿件理論為基礎(chǔ)，便

6、于將復(fù)雜的計(jì)算簡(jiǎn)單化。設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)當(dāng)注意這種現(xiàn)象，避免在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)重大失誤。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮箱梁的剪力滯效應(yīng)，才能保證結(jié)對(duì)于箱梁的剪力滯效應(yīng)和翼緣有效寬度計(jì)算，國(guó)內(nèi)外的構(gòu)的可靠性，安全性和耐久性。專家學(xué)者進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得出了很多有價(jià)值的結(jié)論，一些參考文獻(xiàn)：規(guī)范在編寫的過(guò)程中都采納了這些研究成果，例如我國(guó)橋梁[1]馬華東.單箱三室連續(xù)梁有效寬度分析[N].石家莊鐵道大學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)于翼緣應(yīng)力分布不均勻的寬度折減有相應(yīng)規(guī)學(xué)報(bào)(自然科版),2012(1):30～33.定，“若無(wú)更精確的計(jì)算方法，箱梁也可以參照T形梁的規(guī)

7、定[2]項(xiàng)海帆等.新型正交異性橋面板疲勞性能分析[N].廣州大學(xué)處理”。學(xué)報(bào),2013(6).大跨徑梁橋的受力情況十分復(fù)雜，為確保工程的安全性、[3]項(xiàng)海帆.高等橋梁結(jié)構(gòu)理論[M].北京:人民交通出版社,2013:可靠性和耐久性，設(shè)計(jì)人員必然會(huì)建立相應(yīng)模型，進(jìn)行多次試283.驗(yàn)，或者利用有限元方法進(jìn)行計(jì)算，這會(huì)花費(fèi)大量的人力、物[4]邵愛(ài)軍,吳代華.基于能量法的槽形梁剪滯效應(yīng)分析[N].武漢力和財(cái)力；對(duì)于一般的橋梁設(shè)計(jì)，若忽略剪力滯效應(yīng)，又會(huì)影理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003(3).響成橋質(zhì)量，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性產(chǎn)生威脅。

8、因此，[5]張士鐸,鄧小華,王文洲.箱形薄壁梁剪力滯效應(yīng)[M].北京：人建立一套簡(jiǎn)單精確的橋梁結(jié)構(gòu)的有效寬度的計(jì)算方法，橋梁民交通出版社,1997.規(guī)范中加入考慮箱梁剪力滯效應(yīng)的內(nèi)容，很有必要。[6]JTJ023—85.公路鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].3討論近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外大量專家學(xué)者對(duì)箱梁的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了深入研究