钢箱梁剪力滞效应的试验研究与有限元分析

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1、苏州科技学院硕士学位论文钢箱梁剪力滞效应的试验研究与有限元分析姓名：衣龙泉申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘凡20080501摘要箱形截面梁因具有较好的结构性能，在国内外桥梁结构中得到广泛地应用和推广。而初等梁理论已不再适用于扁平的薄壁箱梁，梁弯曲初等理论的基本假定是变形的平面假定，它不考虑剪切变形对纵向位移的影响。因此，弯曲正应力沿梁宽方向是均匀分布的。但在箱形梁结构中，由于翼板的剪切变形致使其弯曲应力沿梁宽度方向呈现不均匀分布状态，此现象称为剪力滞效应。本文围绕简支钢箱梁剪力滞效应问题展开研究。首先从理论上阐述了剪力滞效应的定义、分析理论

2、和分析方法，然后根据钢箱梁的具体特点，采用模型试验、空间有限元模型和能量变分法理论等三种方法对钢箱梁的翼板应力分布及剪力滞效应等问题进行了深入分析，重点是制作了两个大比例的钢箱梁试验模型，对钢箱梁模型进行了多种工况组合下的加载试验研究，并进行了箱梁横隔板的设置、荷载的横向作用位置以及沿梁纵向分布变化等诸多因素下箱梁剪力滞效应的影响规律分析，确定了简支钢箱梁剪滞效应在各种荷载形式下的变化规律。之后通过有限元分析进行分析计算并对试验结果进行了验证，总体来看，所建立的有限元模型可以较好的模拟简支钢箱梁的剪力滞效应。通过本文对钢箱梁翼板剪力滞效应问题的研究，为

3、正确认识钢箱梁的抗弯力学特性奠定了坚实的理论基础，同时也为促进我国广泛研究和修建同类箱形桥梁在理论上提供了支持。关键词：钢箱梁；剪力滞；Ansys软件；有限元分析：模型试验AbstractAsboxgirderhassatisfyingStructureperformance，it’Swidelyusedbothhereandabroad．ThetheoryhoMstrucfortheprimarybeamisnomoreapplicabletobeddingboxgirder．Becausethebasicassumptionofthetheoryf

4、ortheprimarybeamisplanedeformationassumption，andtheinfluenceofsheardeformationisnottakenintoaccount，SOthebendingstressisequallydistributedalongthebeamwidth．Butthebendingstressintheboxgirderisnotequallydistributedduetothesheardeformation．Thisphenomenoniscalledtheshearlageffect．Th

5、eresearchontheshear-lageffectinthesimple··supportedsteelbox·-girderWasmadeinthispaper．Thefirstofall，thedefinitionofshear-lageffect，analyticaltheoriesandmethodswereexpatiated，andthen,basedonthecharacteristicsthestressdistributionandshearlageffectofthesteelboxgirderWasstudiedthoro

6、ughlybythreemethodsincludingthemodeltest,the3·Dfiniteelementtheoryandtheprincipleofminimumpotentialenergy．Thepaperemphasizedonthemodelteststudiesoftheshearlagbyexertingdifferentcompositeloadontwosteelboxgirdermodels．Theinfluenceofmanyfactorssuchassettingthespacerbar,thetransvers

7、eactinglocationofexternalloadandlongitudinalchangesontheshear-lageffectofthesteelboxgirderWasanalyzed，andthechangeruleoftheshear-lageffectunderdifferentloadWasconfirmedon．Afterthat,using3-Dfiniteelementmethodthesimulationcalculationforthemodelhadbeencarriedout，theresultsWascompa

8、red、析tIlthatofthetest．Generallyspeaking．theresu