单箱双室箱梁剪力滞效应的分析.pdf

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1、低温建筑技术2015年第l期(总第199期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．O1．022单箱双室箱梁剪力滞效应的分析李新平，曾永雄(华南理工大学±木与交通学院。广州510640】【摘要】主要利用能量变分法推导出带悬臂的单箱双室箱梁在考虑剪力滞效应影响下的控制微分基本方程，并对微分方程进行求解，并通过有限元分析软件MIDASCIVIL和ANSYS对具体工程进行有限元分析计算、对比验证，得出相应点的剪力滞系数，最后对两者进行对比分析。【关键词】能量变分法；单箱双室截面；剪

2、力滞；应力【中图分类号】TU375【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)Ol一0064—02加，，=一面1M()+A”。。+A2Ut2]由弹性力学的几何方程=丝，=[A]I『+=(12)垫一，计算u和。oV，，，，l[c]五=[砾2l2(13)受弯梁的外力势能(即体系荷载势能)：=一咖㈤=咖[_(咖㈤]卜设㈤(14)[()()]J(1)则方程组即可转变为一阶线性非齐次常微分方10程组，如下：(1)内翼板：=÷(Es2+GT2)dxdy0010(2)0001。C00(2)底板势

3、能：=(Es2+：)dy00国(3)(3)腹板势能：内腹板势能：=÷J．_『(Es2+GT])dxdy7==【】==c-ffl卢2I1‘j1p^L，?2fi／卢~2ll11]e一^(4)c，fl=J+c1Je一(16)外腹板势能：=÷记(+c~i)a=tfl~(hA+hA，)(=，2)(5)(17)体系的总势能为：上式中的、+。为待定系数，可根据边界条件求：U+V=V+Ul+++l+采用分部积分法得：解而得。可以证明当截面弯矩的一阶倒数M()=eI+c+c，是坐标的二次函数时，方程一个特解为：u

4、=u，f一f。fu'iw"d(6)=2"01]=一曰一[：2二耋二】+“Ⅳ=(，．)卜“『I(7)再将上两式回代式(5)碍到控制微分方程：2(18)M()+E1w+Alul+A2M2=0(8)a1"”l+AlW一A3“l：0(9)因此，微分方程组解为：A2+A2W一A4M2：0(10)=+[】+[】[】c·9边界条件：对式(10)求一阶倒数得：李新平等：单箱双室箱梁剪力滞效应的分析2工程案例计算与分析载作用下，顶板剪力滞系数的变形曲线基本一致。2．1算例资料2．2带悬臂的单箱双室箱形截面尺寸参数

5、见图1。其1．8中翼板板宽b。=2．75m，且b2=b，，上翼缘板厚t=垛爨1．40．25m，底板厚th=0．30m，外腹板厚t：0．40m，内腹1．0板厚t。：0．40m，梁高h=3．00m，简支梁跨径z=30m，E=3．45×10MPa，G=1．38×10MPa，泊松比0．602468=0．2。设置两种不同的布载方式：①在A、c处作用横坐标，m集中荷载P=200kN和均布荷载q=100kN／m；②在B图2集中荷载作用下剪力滞系数对比图处作用集中荷载P=200kN和均布荷载q=100kN／m。

6、表2均布荷载作用下应力与剪力滞系数分析结果一oI)．n一1j0．400．400．40I萤JZ图1单箱双室箱梁截面尺寸图(单位：m)1．82．2结构参数及软件计算赧1．6截面形心至截面上缘距离Y。=1．39238m，截面形1．4心至截面下缘距离Y2=1．60762m。首先利用结构分1_2析软件(如MIDASCIVIL)建立相应梁单元模型计算截1．OO．8面应力点处正应力值，然后利用ANSYS建立相应模型02468计算出截面应力点的正应力值及相应点的剪力滞系横坐标，m数，最后对两者的计算结果进行比较

7、分析。利用MI—图3均布荷载作用下剪力滞系数对比图DASCIVIL2011建立梁单元模型，计算集中荷载和均布荷载作用下跨中截面处顶板的正应力；利用ANSYS表3集中荷载作用下应力与剪力滞系数分析结果建立空间实体模型，采用SOLID65单元来模拟。2．32种加载方式的剪力滞系数对比2．3．1A和C处加载结果表1集中荷载作用下应力与剪力滞系数分析结果翟籁鋈疑1．21．。O．8024682．3．2B处加载结果横坐标，从图2～图5可知：荷载位置对剪力滞系数影响图4集中荷载作．Hj下剪力滞系数对比图很大；

8、在腹板与顶板交接处，顶板剪力滞效应非常明显，离肋较远处的剪力滞效应不明显。集中和均布荷(下转第74页)74低温建筑技术2015年第1期(总第199期)表l不同方法计算附加压重的结果对比附加压重的确定提供借鉴和参考。参考文献马保林．高墩大跨连续刚构桥[M]．jE京：人民交通出版社，2001．杨奇，冷伍明，聂如松，魏巍．大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析[J]．铁道科学与工程学报，2010，(1)：11～15．4结语邹毅松．单荣相．连续刚构桥合龙顶推力的确定[J]．重庆交通(1)在结构处于小变