变截面箱梁剪力滞效应的敏感性分析

简要归纳了变截面箱梁剪力滞效应的影响参数从横向效应和纵向效应两方面分析了剪滞系数在简支梁、悬臂梁和连续梁中的规律变化。     

箱形梁剪滞效应分析的一维有限元法及其应用

为了分析变截面箱梁及特殊支承连续箱梁等复杂结构的剪滞效应,在引入剪滞广义力矩及翘曲几何特性的基础上,提出一种改进的梁段有限元法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导箱梁剪滞效应分析的梁段单元刚度矩阵和等效节点力向量的具体表达式,并导出用单元节点力直接计算应力的一般公式。用FORTRAN语言编制箱梁剪滞效应分析的一维有限元电算程序BGAS,对三个有机玻璃箱梁模型进行计算并与实测值比较。结果表明,所提出的梁段单元用于分析复杂箱梁的剪滞效应是可靠的;在竖向荷载作用下,各种箱梁的剪滞力矩与弯矩具有相似的分布规律,而且数值大小也基本接近。     

箱梁桥剪滞效应分析

剪滞效应分析是桥梁工程中的一个经典课题,是桥面板有效宽度实用计算法的基础。本文引入了具有面内转角自由度的矩形平面应力单元,建立的空间有限元模型。对某大桥的主梁的剪滞效应进行了分析研究。     

均布荷载作用下箱梁剪滞效应的三角级数解法研究

用正弦函数代替挠度,余弦函数代替位移差值函数,考虑剪滞翘曲应力的轴向自平衡,应用变分法的最小势能原理,推导出具有一般箱型截面梁的剪滞效应三角级数表达式,将求解复杂的剪滞效应简化为求解一个二元一次方程式。以一简支箱梁为例,通过ANSYS数值模拟与文章的研究结果对比可知新解法具有很高的精度,且算法简单快捷,为计算剪力滞提供了一种新方法。     

T形截面带翼缘剪力墙剪滞效应分析及有效翼缘宽度讨论

对一T形截面带翼缘剪力墙的应力分布进行了全过程模拟,验证了剪力滞后现象的存在,研究了加载过程中剪滞效应的发展规律,并讨论了不同设计参数对剪滞效应的影响。根据应力等效原则,得出不同工况下有效翼缘宽度的取值,并与国内外规范取值进行了分析比较。结果表明,随着荷载级数的增加,剪滞效应逐渐增强,在构件达到屈服时,剪滞效应最明显,有效翼缘宽度达到最小值。剪滞效应随轴压比的增大而增强,随剪跨比、长宽比的增大而减弱。Nehrp guidelines for the seismic rehabilitation of buildings(FEMA 273)关于有效翼缘宽度的取值比较合理,但是没有足够的安全储备。《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)对于有效翼缘宽度的取值过于保守,造成材料浪费,甚至可能发生脆性破坏,因此对采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)进行结构构件设计提出了一些实际建议。     

双室连续箱梁剪力滞效应参数研究

应用变分法中的最小势能原理推导出梯形截面箱梁剪力滞效应的控制微分方程,分析了影响剪力滞效应的主要影响因素,即箱梁截面几何参数如:宽跨比、宽高比。运用ANSYS程序中的SHELL63单元,分析了单箱双室三跨连续箱梁剪滞效应分布规律。     

箱梁在压弯荷载共同作用下的剪力滞

本文探讨了箱形截面梁在轴向荷载和竖向荷载共同作用下,在翼板和腹板中所引起的剪滞效应问题。应用最小势能原理,分别导得了在仅有轴向荷载作用及压弯荷载共同作用下的关于剪滞效应的基本微分方程。进行了有机玻璃模型的试验并结合模型桥作了有限条法的数值分析,其结果完全验证了本文的理论解。提出了可供设计参考的实用图表。本文公式比以往只考虑受弯情况的箱梁剪滞理论有了补充,因此更具有一般性。     

钢箱梁非弹性剪滞建模

对钢箱梁中非弹性剪滞性能进行研究。带翼缘受弯构件中的剪滞效应经常被认为是不均匀的纵向变形和沿翼缘的正应力。弹性剪滞性能被广泛研究并在结构设计中给予考虑,然而对非弹性剪滞涉及较少。带翼缘受弯构件在其极限状态下可能会发生塑性变形,故采用基于最小功的方法来模拟非弹性剪滞性能。在非弹性剪滞模型中,有效模量采用公式表达,泊松比按塑性理论取值。通过两个钢箱梁的试验结果对该分析方法进行验证。经与试验数据对比后表明,所给出的变分法可以精确地得到钢箱梁的塑性正应变分布和变形。     

变截面悬臂箱梁剪力滞效应的比拟杆分析方法

针对传统比拟杆法仅能分析等截面箱梁剪力滞效应的不足,重新推导变截面箱梁加劲杆等效面积及剪力滞效应微分方程,以有机玻璃悬臂梁模型的试验结果检验该文算法的正确性,讨论箱梁梁高、腹板厚度变化对悬臂箱梁剪力滞系数和正剪力滞区段长度的影响,通过分析箱梁顶板和腹板内剪力流沿跨长的分布规律揭示变截面箱梁剪力滞效应弱化的原因。研究发现：悬臂箱梁梁高和腹板厚度的变化会减弱其剪力滞效应,且剪滞效应弱化的原因在于变截面箱梁腹板内剪应力水平的降低;箱梁顶板内水平剪力流沿跨长先增大后减小的变化导致了悬臂箱梁正、负剪力滞现象,同等跨径下变高度悬臂箱梁的正剪力滞区段长度会显著增加,但其剪滞系数将明显减小;工程设计中可以通过调整箱梁梁高和腹板厚度沿顺桥向的变化趋势,尽量让箱梁腹板剪力流水平沿桥跨方向保持不变,避免腹板剪力流水平变化过快以最大程度地减弱箱梁剪力滞效应。     

变截面箱形梁桥剪滞效应的近似计算方法

本文在等截面连续箱形梁桥剪滞效应变分法的基础上,通过对影响截面剪滞系数诸要素的分析,提出了一种以当量等截面代替变截面连续箱梁的近似计算方法,以期为变截面箱形连续梁桥的工程设计提供一种简单、有效的计算方法.     

混凝土箱梁考虑翼板厚度变化的剪力滞效应

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,建立了可以考虑翼板厚度变化的剪滞效应分析通用方法;针对简支梁和悬臂梁等基本结构体系,系统研究了改变翼板厚度变化对正剪力滞效应、负剪力滞效应和剪力滞变形的影响规律.结果表明,翼板厚度变化对箱梁的截面应力和变形均产生影响.考虑翼板厚度变化对计算结果的影响可达15％.     

曲线矩形箱梁静力分析的双翘曲位移函数法

以薄壁曲杆理论为基础,本文提出了一种对大悬臂板曲线箱梁力学特性分析的解析法。为了准确反映曲线矩形箱梁翼板和悬臂板(b1≠b2)的剪滞变化幅度,分别对上下翼板和悬臂板设置了一个不同的剪滞纵向位移差函数(U1(z),U2(z))。以最小势能原理为基础,考虑了弯曲和翘曲扭转(包括二次翘曲剪切)的因素,引入了剪力滞后效应和剪切变形的影响,建立了薄壁曲线箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得了弯、扭、翘和剪力滞效应相耦合的广义位移的闭合解,讨论了跨宽比、荷载类型和曲梁半径R等因素对曲线箱梁翼板应力和剪滞效应的影响,揭示了各参数之间的内在关系。算例中,本文解析解与板壳有限元结果吻合较好,证明了本文方法的有效性,所得公式是对曲梁剪滞理论的发展。     

基于能量法的悬臂金属拱型波纹屋面的剪力滞分析

金属拱型波纹屋面是一种新型空间薄壁钢结构,在工程中常作为悬臂结构出现。由于波纹的存在对刚度和抗弯性能有较大的提高,研究其作为悬臂结构是一个新的探索。对单个波纹拱进行分析,应用变分法的最小势能原理对金属波纹拱悬臂结构的剪滞效应进行分析,建立悬挑结构的剪滞翘曲位移公式,给出剪力滞影响下的截面正应力和剪应力公式,并对悬臂结构形式进行算例分析。计算结果表明:剪滞附加正应力、剪应力在距固端0.07梁长处最大,与按初等梁理论计算应力值相比较,剪滞影响最大不超过4%。     

预应力对混凝土宽箱梁桥剪力滞的影响分析

目前对多室宽箱梁剪滞效应的研究尚少,其中更有必要研究预应力的影响。通过对一座典型的五跨预应力混凝土宽箱梁桥进行三维有限元分析,考虑了预应力束的空间作用效应,得出该类型宽箱梁桥在有无预应力作用下其剪力滞效应的比较,其结果可供同类工程参考。     

∏形主梁无背索斜拉桥剪力滞效应分析

以某座∏形断面预应力混凝土主梁的无背索斜拉桥桥型方案为背景，采用三维实体有限元数值计算方法，分析探讨了自重恒载、活载、轴向力、预应力等荷载及其组合下的剪力滞效应问题。研究该种桥型剪力滞系数的分布规律，计算不同荷载及其组合下剪力滞系数。得到了该种桥型方案剪滞系数的一些重要结论，为该桥型方案的设计计算提供了重要的依据，也为同类桥型的剪力滞效应计算提供了参考资料。     

П形主梁无背索斜拉桥剪力滞效应分析

以某座П形断面预应力混凝土主梁的无背索斜拉桥桥型方案为背景,采用三维实体有限元数值计算方法,分析探讨了自重恒载、活载、轴向力、预应力等荷载及其组合下的剪力滞效应问题。研究该种桥型剪力滞系数的分布规律,计算不同荷载及其组合下剪力滞系数。得到了该种桥型方案剪滞系数的一些重要结论,为该桥型方案的设计计算提供了重要的依据,也为同类桥型的剪力滞效应计算提供了参考资料。     

一种钢-砼结合梁剪滞效应的位移解析

考虑剪滞效应的混凝土板和钢梁上下翼板的应力沿宽度呈近似抛物线的分布状态,与传统初等梁理论均匀分布不同。对混凝土板和钢梁翼板分别取不同的剪力滞翘曲位移函数,运用势能变分原理,推导了钢-砼结合梁考虑剪力滞效应的控制微分方程,并求得组合梁位移解析表达式。算例与ANSYS计算结果较为吻合,验证了该方法的准确性和精度。     

箱形梁桥剪滞效应分析

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。     

悬臂曲线箱梁负剪力滞效应

为研究悬臂曲线箱梁负剪力滞效应,本文基于能量原理,推导了悬臂箱梁剪力滞计算公式,经与ANSYS有限元结果相比较,吻合良好,在此基础上采用有限元程序分析了腹板间距、悬臂板宽度、曲率半径、箱梁高度和厚度对其负剪力滞效应的影响。结果表明:(1)在均布荷载作用下,沿全跨纵向,悬臂曲线箱梁呈现出明显的正、负剪力滞效应,负剪力滞在l/6处出现极值,正剪力滞在悬臂梁根部最显著;(2)与直线梁相比,曲线梁考虑曲率的影响,加剧了正、负剪力滞应力分布的不均衡性;(3)内侧腹板与顶板相接处节点易出现剪滞效应惰性区,而外腹板与顶板相接处节点均未出现惰性区,但有相同的正、负剪力滞临界点;(4)腹板间距和悬臂板宽度对负剪力滞影响较大,曲率半径、箱梁高度和厚度对负剪力滞效应有一定的影响。     

下承式板桁桥剪滞效应分析

对下承式板桁桥的剪滞效应进行了分析与计算,并就一般规律进行了讨论,最后将计算结果与BS5400规范进行了比较,得出了对工程设计可供参考的结论。