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《箱形梁桥剪滞效应分析_郭金琼》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第16卷第1期土木工程学报1983年8月箱形梁桥剪滞效应分析郭金琼房贞政罗孝登(福州大学土建系)。【提要】本文应用变分法和有限条法分析箱形梁桥的剪滞效应变分解法是一种不,需要使用计算机的实用方法适用于解各种支承的箱形梁包括有限条法难以求解的箱形结构。本文还运用迭加原理,对连续梁等超静定箱梁提出比较简捷的计算方法。,、、应用上述两种方法探讨了箱形梁桥剪滞效应随桥的截面几何特性跨宽比支承,。,。条件以及荷载型式等因素变化的影响最后通过模型试验验证了理论分析,,,箱形截面结构具有自重轻抗扭刚度大适应现代化施工等优点近20年来被广泛应甩,、于桥梁建筑中特别是城市
2、高架公路桥斜拉。,桥等这些箱式结构的宽桥一般腹板间距较哗_,。大本文称之为宽箱梁这种宽箱梁在对称挠座}口b‘b阿,“”sear。司甲曲时发生剪力滞后(hlag)现象漏这种现象是由于翼板的剪切变形使翼板远离肋级一万。-为r「闰只一一,日权、者!因此弯曲一,一~板处的纵向位移滞后于肋板边缘处片,一一,。应力的横向分布呈曲线形状如图1所示这种,弯曲应力分布不均匀的现象足以产生应力集,。中严重的则导致箱梁损坏梁初等弯曲理论变形的平面假定已不适用图1弯曲应力横向分布图于,T梁翼缘有宽箱梁的翼板分析效宽度的计,因此,必须,。算也不能直接应用研究箱形梁的剪滞效应寻求符
3、合实际情况的计算方法、一变分法解析。对称带伸臂的单箱单室箱型截面是预应力混凝土箱梁桥的常用截面对于这种矩形箱梁,。桥可以应用变分法的最小势能原理分析其剪滞效应1.基本假定,,宽箱梁在对称挠曲时上下翼板由于剪切变形的影响已不符合梁初等理论中变形平面,。假定所以用一个广义位移即梁的挠度二(x)来描述箱形梁的挠曲变形已经不够在应用最,:x,小势能原理分析箱梁的挠曲时采用两个广义位移梁的竖向挠度二(x)与纵向位移以,y)并且川=切(x)(1)。,‘。x(二。)一*+,一()「(、〕(2)‘半口工、荟U一,Ju;式中(x)翼板最大纵向位移差函数b—1/2翼缘板净跨
4、,、—。h竖向Z坐标—.2)Ressr〔1〕,式(是对Eine所用二次型的修正即假定翼板的纵向位移沿横向为三次。、、、,抛物线分布〔2〕〔l”45〕本文比较了国外箱梁剪滞研究的资料及本文有限条分析的结果认。,为这个假定是比较符合实际情况的式(1)与(2)是坐标的连续函数满足变形协调条,。件并且式(2)也满足在腹板与翼板交角处(y=士b)的变形连续条件,,,对于应变能的计算腹板部分仍采用梁的变形平面假定只计算其弯曲应变能对于上,,::,二二,,‘,下翼板板的竖向纤维无挤压=o板平面外的剪切变形?与b及横向应变均很,。小略去不计2.基本变分方程的推导,,当,
5、根据最小势能原理在外力作用下结构处于平衡状态时有任何虚位移时体系总位,能的变分为零即z肖刀二肖(厂一环)=0(3)。,式中犷体系的应变能附外力势能——二矛恤()dx(4)梁受弯曲时的外力势能一嘿甸JaX:梁的应变能的各项为甲’二百‘“腹板应变能一封(鲁)(5)上下翼板应变能··‘(“·’+‘?荟’“‘d“犷音丁丁(6)“(“·,‘十‘?’J“.b=‘’J厂封丁(7)、a“:x,2一:(刀)旦生业卫2。’”一d分。“}(8)。一‘:2_u‘,一卫兰立a(二y){业立丫b二‘“dx’0夕少,,t。;‘。式中E弹性模量‘剪切模量上翼板厚度t下翼板厚度———.‘
6、—体系总势能1=一研十犷甲十犷+厂“(9)从式(2)与式(8)得·人+‘一一、气一时(爷)、/JeJwz!
7、。,一。补l子(10)一“·田”+‘一“〔(子)一1*·“找、一子、(,把式10)代入式(6)(7)得.。J产妇zJ、刃l卫.“‘!‘““斗,。,·’·萨‘I二‘二,立w一14议9(“产艺+d一合l〔十+)}(11)2器:‘”:十““·、·’·。二‘E(。)二产““瓦李(“「)(12)音‘艺器{:,.+Zat二,:,,1=2tbh荟bh云I=Ztbh爹少二,。,。,(13I二I+II二I牙+I.式中h。—上翼板中心至中性轴距离,。;h下翼板中心至中
8、性轴距离a—。b箱的外伸臂长度—、、把式(4)(5)(21)与(22)代入式(9)得体系总势能一十·“T.““Mdx1.E‘?”十I(x)努影EI(努)口X十侧,1〔2J{3_I,9,,、,勺gG““J,.佗:~乙UU十LU)一!十-,二气,一之aX(14)—‘名14J50l肉d刀=O得,.“十。月、.lE灿十M(劝立El矛el4·:’一田+卫旦止1EI0(15)〔知一寻名5亡台J·‘十“。‘EI徐知〕=O,。上式是由变分得到的剪滞基本微分方程式中的第三式是变分所要求的边界条件整理式15),(并令=一一、公匕,71I1一吧,气r~1一一(一,6,兰)=生
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