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《考虑隅角点承托刚性影响薄壁曲线箱梁的空间计算分析_王荣辉》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35卷第6期土木工程学报Vol35No62002年12月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALDec2002考虑隅角点承托刚性影响薄壁曲线箱梁的空间计算分析王荣辉周建春(华南理工大学)摘要根据薄壁曲线箱梁受载行为,为曲梁力学行为的特点,考虑其隅角处承托刚性的影响,将曲线箱梁板件视为曲线板梁,隅角处承托视为曲线梁元,由此提出了考虑隅角承托刚性影响薄壁曲线箱梁空间计算的曲线板梁有限单元法。关键词薄壁曲线箱梁承托刚性空间计算中图分类号:TU3114文献标识码:A文章编号:1000
2、131X(2002)06006607为了考虑箱梁顶板的剪力滞后,还须在曲线箱梁1引言顶板宽度范围内增加轴向非均匀变形目前国内外对薄壁曲线箱梁空间计算方法己经进行了比较系统的研究,提出了很多成熟的计算理论与[1~9]方法,但这些计算方法均未考虑薄壁曲线箱梁隅角处承托刚性的影响,且有些计算思路与方法较繁沉,不适用电算。实际上,桥梁工程中曲线箱梁结构,在隅角点处均有承托,那么同时考虑薄壁曲线箱(bu-b)3(bu-b)梁隅角处承托刚性、扭转、畸变及剪力滞后效应等的1=2b2=2buu空间计算,至今还未见到有关这方面的
3、文献。众所周(bu+b)3(bu+b)3=4=2bu2bu知,薄壁曲线箱梁隅角处承托刚性作用对其结构性能图1单室曲线箱梁截面尺寸与其位移参数是有一定的影响的。为此,本文根据薄壁曲线箱梁受载力学行为,为曲梁性能的特点,并考虑到隅角点承bu3bu托刚度突变的影响,将曲线箱梁各板件视为曲线板梁f1sinx++f2sin3x+,于2bu2bu子单元,隅角点处承托视为普通曲线梁子单元,然后是整个曲线箱梁截面具有特征的变位参数共有14个。由薄壁曲线箱梁截面整体变位协调关系,组拼薄壁曲若把曲线箱梁梁段单元作为一个整体单元考虑,用线
4、箱梁梁段单元刚度矩阵,由此提出了考虑隅角点承14个结点位移参数来描述曲线箱梁两个方向的挠曲、托刚性影响薄壁曲线箱梁的空间计算方法。扭转、畸变、翘曲和剪力滞后效应及其隅角点刚性影2曲线箱梁截面位移参数与其子单元位移模响,这给选择位移函数带来了一定的困难。由于组成式薄壁曲线箱梁的各曲线板及曲线隅角承托均是以曲梁的力学行为为特征反映出来的,因此可将曲线箱梁各为了说明问题的方便,本节将以单室曲线箱梁为板件离散为曲线板梁子单元,隅角处承托离散为承托例给出其位移模式,如图1所示。对于单室曲线箱块曲梁子单元,这样就能很方便地用14个截面位移梁,
5、其截面位移参数为4个角点的曲线切向位移参数来描述曲线箱梁两个方向挠曲、扭转、畸变、翘wuL、wuR、wLL、wLR和转角位移1、2、3、4,曲曲、剪力滞后及隅角刚性影响。线箱梁顶板,底板的面内径向位移uu、uL,左、右文献[3]用四个角点的纵向位移wuL、wuR、上角的竖向位移为L、R。wLL、wLR,箱梁顶板及底板的横向位移uu、uL和左右上角的竖向位移L、R,共8个截面位移参数来收稿日期:2001-06-20描述箱梁的挠曲、扭转、翘曲及畸变。这实际上等价于考虑箱梁畸变与翘曲后的空间曲线薄壁梁单元,每第35卷第
6、6期王荣辉等考虑隅角点承托刚性影响薄壁曲线箱梁的空间计算分析67个结点8个自由度,即普通空间梁单元每个结点为6箱梁截面位移参数作为结点自由度。由梁单元基本假个自由度,1个畸变自由度及1个翘曲自由度,共8定,不考虑板梁单元纵向纤维的挤压,可略去板件宽个自由度,其计算结果与试验结果比较接近。文献度与厚度方向纤维挤压变形,于是对左腹板下部竖向[11]中较详细地推演了薄壁箱梁考虑截面畸变、翘位移为Lt=L+(uu-uL)tg,对右腹板下部竖向曲后结点自由度与箱梁四个角点截面位移参数的转换位移为Rt=R+(uL-uu)tg。
7、根据各子单元变形关系,由于受篇幅所限,这里不再赘述。本文把文献协调关系,各板件质心处面内横向位移的一阶导数为[10]用截面位移参数来描述箱梁挠曲、扭转、翘曲其相应角点曲线切向位移之差除上相应的板件宽度及畸变的思想推广到曲线箱梁中,在考虑曲线箱梁两(腹板为侧斜高度),各板件质心处面外横向位移和曲个方向挠曲、扭转、畸变、翘曲、剪力滞后及隅角刚线切向位移分别为其相应两角点面外横向位移的均值性影响时,用曲线箱梁四个角点的曲线切向位移和其相应两角点曲线切向位移的均值,于是可将各子wuL、wuR、wLL、wLR,曲线箱梁顶板及底板的面内径单元质
8、心处位移用曲线箱梁截面位移参数来表示,向位移uu、uL,和左右上角的竖向位移L、R,8即:个截面位移参数来描述箱梁的挠曲、扭转、翘曲及畸对顶板变,在考虑曲线箱梁隅角承托刚性影响时,在其隅角1uuc=uuuuc=(wuL-wuR
