考慮滑移和剪切變形的單箱雙室組合箱梁剪力滯效應

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1、考慮滑移和剪切變形的單箱雙室組合箱梁剪力滯效應　摘要：為準確分析單箱雙室組合箱梁的剪力滯效應，考慮鋼混凝土的界面滑移效應和鋼腹板的剪切變形，針對頂底板和翼板定義不同的剪力滯翹曲位移函數，基于能量變分法推導出單箱雙室組合箱梁剪滯效應的控制微分方程及其閉合解。以單箱雙室組合箱梁算例為基礎，利用該方法分析其剪力滯效應的規(guī)律，結果表明：在同時考慮滑移和剪切變形時，組合箱梁的撓度比初等梁理論解大，且其撓度隨界面滑移剛度的增大而減?。唤M合箱梁在均布荷載作用下，滑移量與荷載值近似成正比關系；在相同條件下，鋼箱梁底板的剪力滯效應較混凝土頂板顯著。本文采集自網絡

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3、nalyzetheshearlageffectofthedoublecellcompositeboxgirder.Thedifferentshearlagwarpingdisplacementfunctionsforthetopandbottomplatesaredefined.Basedonenergymethod，thecontroldifferentialequationandtheclosedformsolutionforthedoublecellcompositeboxgirderarederived.Asanexample，thes

4、hearlageffectofasingleboxdoublecellcompositeboxgirderisanalyzedbyusingproposedmethod.Theresultsshowthatthedeflectionofthecompositeboxgirderwhenconsideringtheslipandthesheardeformationisobviouslylargerthanthatobtainedbytheelementarybeamsolution，andwhichwilldecreasewiththeincr

5、easeofinterfaceslipstiffness.Theslipvalueisapproximatelyproportionaltoloadheavy.Theeffectofshearlagonbottomsteelslaboftheboxgirderismoresignificantthanthatontopconcreteslab.　　Keywords：compositeboxgirder；shearlag；slip；sheardeformation；doublecellboxgirder　　?混凝土組合箱梁因其自重輕、抗扭剛度大、

6、結構延性高、適應現代化施工方法等優(yōu)點在各類橋梁上部結構中得到了廣泛應用[1]。然而，根據眾多學者的研究發(fā)現，由于箱梁頂底板的剪切變形，這類結構的彎曲正應力沿梁寬方向分布不均勻，在腹板處最大，遠離腹板逐漸減小，即“剪力滯后現象”。在結構設計時，如果忽略剪力滯的影響，將會低估箱梁的撓度和應力，導致結構不安全。目前，針對剪力滯常用的分析方法有能量變分法、比擬桿法、有限單元法和有限條法等[24]?！　〗M合箱梁是由剪力連接件將鋼箱梁和混凝土頂板緊密組合在一起共同受力，以充分發(fā)揮兩種材料性能的結構形式。而連接件不可能絕對剛性，因此，在鋼箱梁和混凝土頂板之間

7、存在界面滑移；鋼箱梁腹板的剪切變形又會引起其橫截面和軸線之間的相對轉動。文獻[2]分析了組合箱梁應力和撓度隨剪力連接件剛度變化的規(guī)律。文獻[3]建立了一個同時考慮滑移和剪切變形的組合梁三維模型進行有限元分析，并通過算例和有限元分析表明剪切變形會引起組合梁位移和應力的誤差。文獻[4]針對薄壁箱梁提出一種考慮剪力滯效應的組合單元法，得到了組合單元的剛度矩陣，與有限元程序計算結果吻合良好，可以較為準確的考慮薄壁箱梁的剪力滯效應。學者們在分析剪力滯效應時針對剪滯翹曲位移函數提出了不同的函數形式，包括多次拋物線[46]、余弦函數[7]和橢圓曲線[8]等。

8、　　綜上，學者們對組合箱梁剪力滯效應已做了許多工作，也取得了一些令人滿意的結果。與此同時，一些亟待解決的科學問題也值得眾多學者進行深入研究。比如：大多