变分原理分析混凝土箱梁的剪力滞效应

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1、第35卷第2期铁道学报VoI．35N0．22013年2月J0URNALOFTHECHINARAIIWAYSOCIETYFebruary2013文章编号：lOO1—8360(2013)02—0093—06变分原理分析混凝土箱梁的剪力滞效应蔺鹏臻，刘凤奎，冀伟，张元海(兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃兰州730070)摘要：本文针对翼板沿截面宽度方向变厚度的混凝土箱梁，利用势能变分原理，建立单室混凝土箱梁的剪滞效应分析方法。基于选定的剪力滞翘曲位移函数，提出变厚度翼板的广义截面常数计算公式。针

2、对常见的简支梁和悬臂梁，导出集中力和均布荷载作用下的考虑剪滞效应的纵向应力和竖向挠度计算公式。通过对算例混凝土简支箱梁的剪力滞效应采用板壳数值解和本文理论解的对比分析，验证本文分析方法的精度。通过改变翼板厚度，研究混凝土箱梁翼板厚度变化对剪力滞效应的影响规律。关键词：混凝土箱梁；剪力滞效应；变分原理；翼板变厚度中图分类号：U441．5文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1O¨。1836O．2013．02．014AnalysisonShearLagEffectofConcreteBoxBeamB

3、yVariationalPrincipleLINPeng—zhen，LIUFeng—kui，JIWei，ZHANGYuan—hal(KeyLaboratoryofRoad＆．BridgeandUndergroundEngineeringofGansuProvince，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，Chna)Abstract：Directingagainstconcreteboxbeamswithflangethicknessesvaryingalongtheo

4、rientationofcrosssection，thevariationalprincipleofpotentialenergywasappliedtoformtheshearlageffectanalysismethodforsingle—cellconcreteboxbeams．Basedonthedefinedwarpingdisplacementfunctions，theformulaforcalcula—tionofgeneralizedsectionalconstantsofthicknessv

5、aryingflangeswasputforward．Forsimplely—supportedbeamsandcantileverbeamsundertheactionofconcentratedforcesanduniformlydistributedloads，theformulaforcalculationoflongitudinalnormalstressesandverticaldeflectionswasdeducedinconsiderationoftheshearlageffect．Comp

6、aringwiththeshellfiniteelementsolutiontotheshearlageffectofsimply—supportedconcreteboxbeamsinthenumericalexample，thetheoreticalresultsoftheproposedformulaeshowgoodagreement．Bychangingthethicknessesofvaryingflanges，thelawofvaryingflangethicknessesofconcreteb

7、oxbeamsinflu—encingtheshearlageffectwasstudied．Keywords：concreteboxbeam；shearlageffect；variationalprinciple；thicknesschangingofflange混凝土箱梁由于材料性价比高、现场整体浇注施臂端部越薄。剪力滞后效应是指箱梁上下翼板由于剪工方便和可塑性强等优点而在国内桥梁建设中广泛使切变形的影响，而使翼板的纵向正应力沿翼板宽度分用Ⅲ。混凝土箱梁典型特点是考虑到配筋及截面应力布不均匀的现象。目前，

8、随着大流量交通基础设施建过渡的需要，箱梁顶、底板和悬臂板均为沿截面宽度方设的迅速发展，大量宽体箱梁在高速公路和高速铁路向变厚度，通常越靠近腹板越厚，而顶、底板中部和悬建设中大量采用。而箱梁宽跨比越大剪力滞效应越大。收稿日期：2OlO一1227：修回日期：201卜O7—24对剪力滞效应分析，通常有变分法、比拟杆法、有基金项目：国家自然科学基金(51168030，51208242)；甘肃省杰出青年基金(