變分原理分析混凝土箱梁的剪力滯效應(yīng)

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1、第35卷第2期鐵道學(xué)報VoI.35N0.22013年2月J0URNALOFTHECHINARAIIWAYSOCIETYFebruary2013文章編號:lOO1—8360(2013)02—0093—06變分原理分析混凝土箱梁的剪力滯效應(yīng)藺鵬臻,劉鳳奎,冀偉,張元海(蘭州交通大學(xué)甘肅省道路橋梁與地下工程重點實驗室,甘肅蘭州730070)摘要:本文針對翼板沿截面寬度方向變厚度的混凝土箱梁,利用勢能變分原理,建立單室混凝土箱梁的剪滯效應(yīng)分析方法?;谶x定的剪力滯翹曲位移函數(shù),提出變厚度翼板的廣義截面常數(shù)計算公式。針

2、對常見的簡支梁和懸臂梁,導(dǎo)出集中力和均布荷載作用下的考慮剪滯效應(yīng)的縱向應(yīng)力和豎向撓度計算公式。通過對算例混凝土簡支箱梁的剪力滯效應(yīng)采用板殼數(shù)值解和本文理論解的對比分析,驗證本文分析方法的精度。通過改變翼板厚度,研究混凝土箱梁翼板厚度變化對剪力滯效應(yīng)的影響規(guī)律。關(guān)鍵詞:混凝土箱梁;剪力滯效應(yīng);變分原理;翼板變厚度中圖分類號:U441.5文獻標(biāo)志碼:Adoi:10.3969/j.issn.1O¨。1836O.2013.02.014AnalysisonShearLagEffectofConcreteBoxBeamB

3、yVariationalPrincipleLINPeng—zhen,LIUFeng—kui,JIWei,ZHANGYuan—hal(KeyLaboratoryofRoad&.BridgeandUndergroundEngineeringofGansuProvince,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,Chna)Abstract:Directingagainstconcreteboxbeamswithflangethicknessesvaryingalongtheo

4、rientationofcrosssection,thevariationalprincipleofpotentialenergywasappliedtoformtheshearlageffectanalysismethodforsingle—cellconcreteboxbeams.Basedonthedefinedwarpingdisplacementfunctions,theformulaforcalcula—tionofgeneralizedsectionalconstantsofthicknessv

5、aryingflangeswasputforward.Forsimplely—supportedbeamsandcantileverbeamsundertheactionofconcentratedforcesanduniformlydistributedloads,theformulaforcalculationoflongitudinalnormalstressesandverticaldeflectionswasdeducedinconsiderationoftheshearlageffect.Comp

6、aringwiththeshellfiniteelementsolutiontotheshearlageffectofsimply—supportedconcreteboxbeamsinthenumericalexample,thetheoreticalresultsoftheproposedformulaeshowgoodagreement.Bychangingthethicknessesofvaryingflanges,thelawofvaryingflangethicknessesofconcreteb

7、oxbeamsinflu—encingtheshearlageffectwasstudied.Keywords:concreteboxbeam;shearlageffect;variationalprinciple;thicknesschangingofflange混凝土箱梁由于材料性價比高、現(xiàn)場整體澆注施臂端部越薄。剪力滯后效應(yīng)是指箱梁上下翼板由于剪工方便和可塑性強等優(yōu)點而在國內(nèi)橋梁建設(shè)中廣泛使切變形的影響,而使翼板的縱向正應(yīng)力沿翼板寬度分用Ⅲ?;炷料淞旱湫吞攸c是考慮到配筋及截面應(yīng)力布不均勻的現(xiàn)象。目前,

8、隨著大流量交通基礎(chǔ)設(shè)施建過渡的需要,箱梁頂、底板和懸臂板均為沿截面寬度方設(shè)的迅速發(fā)展,大量寬體箱梁在高速公路和高速鐵路向變厚度,通常越靠近腹板越厚,而頂、底板中部和懸建設(shè)中大量采用。而箱梁寬跨比越大剪力滯效應(yīng)越大。收稿日期:2OlO一1227:修回日期:201卜O7—24對剪力滯效應(yīng)分析,通常有變分法、比擬桿法、有基金項目:國家自然科學(xué)基金(51168030,51208242);甘肅省杰出青年基金(

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