考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

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1、考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应　摘要：为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应，考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形，针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数，基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础，利用该方法分析其剪力滞效应的规律，结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时，组合箱梁的挠度比初等梁理论解大，且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小；组合箱梁在均布荷载作用下，滑移量与荷载值近似成正比关系；在相同条件下，钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。本文采集自网络

2、，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。　关键词：组合箱梁；剪力滞；滑移；剪切变形；单箱双室　　中图分类号：TU441文献标志码：A文章编号：16744764（2017）03002008　　Abstract：Theeffectofslipofthesteelconcreteinterfaceandsheardeformationofthesteelwebswereconsideredtoaccuratelya

3、nalyzetheshearlageffectofthedoublecellcompositeboxgirder.Thedifferentshearlagwarpingdisplacementfunctionsforthetopandbottomplatesaredefined.Basedonenergymethod，thecontroldifferentialequationandtheclosedformsolutionforthedoublecellcompositeboxgirderarederived.Asanexample，thes

4、hearlageffectofasingleboxdoublecellcompositeboxgirderisanalyzedbyusingproposedmethod.Theresultsshowthatthedeflectionofthecompositeboxgirderwhenconsideringtheslipandthesheardeformationisobviouslylargerthanthatobtainedbytheelementarybeamsolution，andwhichwilldecreasewiththeincr

5、easeofinterfaceslipstiffness.Theslipvalueisapproximatelyproportionaltoloadheavy.Theeffectofshearlagonbottomsteelslaboftheboxgirderismoresignificantthanthatontopconcreteslab.　　Keywords：compositeboxgirder；shearlag；slip；sheardeformation；doublecellboxgirder　　?混凝土组合箱梁因其自重轻、抗扭刚度大、

6、结构延性高、适应现代化施工方法等优点在各类桥梁上部结构中得到了广泛应用[1]。然而，根据众多学者的研究发现，由于箱梁顶底板的剪切变形，这类结构的弯曲正应力沿梁宽方向分布不均匀，在腹板处最大，远离腹板逐渐减小，即“剪力滞后现象”。在结构设计时，如果忽略剪力滞的影响，将会低估箱梁的挠度和应力，导致结构不安全。目前，针对剪力滞常用的分析方法有能量变分法、比拟杆法、有限单元法和有限条法等[24]。　　组合箱梁是由剪力连接件将钢箱梁和混凝土顶板紧密组合在一起共同受力，以充分发挥两种材料性能的结构形式。而连接件不可能绝对刚性，因此，在钢箱梁和混凝土顶板之间

7、存在界面滑移；钢箱梁腹板的剪切变形又会引起其横截面和轴线之间的相对转动。文献[2]分析了组合箱梁应力和挠度随剪力连接件刚度变化的规律。文献[3]建立了一个同时考虑滑移和剪切变形的组合梁三维模型进行有限元分析，并通过算例和有限元分析表明剪切变形会引起组合梁位移和应力的误差。文献[4]针对薄壁箱梁提出一种考虑剪力滞效应的组合单元法，得到了组合单元的刚度矩阵，与有限元程序计算结果吻合良好，可以较为准确的考虑薄壁箱梁的剪力滞效应。学者们在分析剪力滞效应时针对剪滞翘曲位移函数提出了不同的函数形式，包括多次抛物线[46]、余弦函数[7]和椭圆曲线[8]等。

8、　　综上，学者们对组合箱梁剪力滞效应已做了许多工作，也取得了一些令人满意的结果。与此同时，一些亟待解决的科学问题也值得众多学者进行深入研究。比如：大多