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时间:2018-12-11
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1、范文范例学习指导第六章箱梁分析授课主要内容:·主要优点: 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。·箱梁截面受力特性: 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变); 箱梁在偏心荷载作用下,因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力,因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。·箱梁对称挠曲时的弯曲应力: 箱梁对称挠曲时,产生弯曲正应力、弯曲剪应力。·箱梁的自由扭转应力: 箱梁在无纵向约束,截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转,只产生剪应力,不引起纵向正应力; 单室箱
2、梁的自由扭转应力,多室箱梁的自由扭转应力。·箱梁的约束扭转应力: 当箱梁端部有强大横隔板,扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转,产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力; 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。·箱梁的畸变应力: 当箱梁壁较薄时,横隔板较稀时,截面就不能满足周边不变形的假设,则在反对称荷载作用下,截面不但扭转还要畸变,产生畸变翘曲正应力和剪应力,箱壁上也将引起横向弯曲应力; 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。·箱梁剪力滞效应: 翼缘剪切扭转变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作,这个现象就是剪力滞效应; 可应用变分法的最小势能原理求解
3、。word整理版范文范例学习指导第六章箱梁分析一、主要优点箱形截面具有良好的结构性能,因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中,采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是:·截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性;·顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,并满足配筋的要求,适应具有正负弯矩的结构,如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等,也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁,T型刚构等桥型;·适应现代化施工方法的要求,如悬臂施工法、顶推法等,这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板;·承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,达到经济效果,同时
4、截面效率高,并适合预应力混凝土结构空间布束,更加收到经济效果;·对于宽桥,由于抗扭刚度大,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布;·适合于修建曲线桥,具有较大适应性;·能很好适应布置管线等公共设施。二、箱梁截面受力特性一)箱梁截面变形的分解箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变); 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力,因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。1、纵向弯曲:对称荷载作用;产生纵向弯曲正应力,弯曲剪应力。纵向弯曲产生竖向变位,因而在横截面上引起纵向正应力及剪应力,见图。图中虚线所示应
5、力分布乃按初等梁理论计算所得,这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的;但对于肋距较大的箱形梁,由于翼板中剪力滞后的影响,其应力分布将是不均匀的,即近肋处翼板中产生应力高峰,而远肋板处则产生应力低谷,如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁,这种应力高峰可达到相当大比例,必须引起重视。2、横向弯曲:局部荷载作用;产生横向正应力。word整理版范文范例学习指导箱形梁承受偏心荷载作用,除了按弯扭杆件进行整体分析外,还应考虑局部荷载的影响。车辆荷载作用于顶板,除直接受荷载部分产生横向弯曲外,由于整个截面形成超静定结构,因而引起其它各部分产生横向弯曲,如右图。箱梁的横向弯曲,可
6、以按下图a)所示计算图式进行计算。图示单箱梁可作为超静定框架解析各板内的横向弯曲应力,其弯矩图如下图b)所示。3、刚性扭转:反对称荷载的作用下的刚性转动,分为自由扭转与约束扭转;产生自由扭转剪应力,翘曲正应力,约束扭转剪应力。箱形梁的扭转(这里指刚性扭转,即受扭时箱形的周边不变形)变形主要特征是扭转角。箱形梁受扭时分自由扭转与约束扭转。所谓自由扭转,即箱形梁受扭时,截面各纤维的纵向变形是自由的,杆件端面虽出现凹凸,但纵向纤维无伸长缩短,自由翘曲,因而不产生纵向正应力,只产生自由扭转剪应力。当箱梁端部有强大横隔板,箱梁受扭时纵向纤维变形不自由,受到拉伸或压缩,截面不能自由翘曲,则为约束扭转。约
7、束扭转在截面上产生翘曲正应力和约束扭转剪应力。产生约束扭转的原因有:支承条件的约束,如固端支承约束纵向纤维变形;受扭时截面形状及其沿梁纵向的变化,使截面各点纤维变形不协调也将产生约束扭转。如等厚壁的矩形箱梁、变截面梁等,即使不受支承约束,也将产生约束扭转。4、扭转变形:即畸变,反对称荷载的作用下的扭转变形;产生翘曲正应力,畸变剪应力,横向弯曲应力。word整理版范文范例学习指导在箱壁较厚或横隔板较密时,可假定
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