斜支承連續(xù)箱梁考慮剪力滯效應(yīng)彎扭分析

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1、蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要薄壁箱形梁由于它的獨(dú)特的性能，在橋梁工程中已經(jīng)被廣泛采用。剪力滯效應(yīng)是箱形截面最常見(jiàn)的現(xiàn)象，如果忽略了剪力滯效應(yīng)，可能會(huì)引起混凝土薄壁箱形梁開(kāi)裂，甚至還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。近二十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)薄壁箱形梁的剪力滯做了大量的研究，然而這些研究主要是針對(duì)正交箱形梁進(jìn)行的，對(duì)斜交箱梁的剪力滯效應(yīng)的研究卻很少。因此，本文系統(tǒng)地分析斜支承連續(xù)箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的彎曲與扭轉(zhuǎn)具有重要的意義。本文在初等梁理論的基礎(chǔ)上考慮了剪滯效應(yīng)的影響，并利用薄壁箱形梁斷面位移模型和考慮了二次剪流相應(yīng)的剪切

2、變形對(duì)翹曲位移影響的約束扭轉(zhuǎn)翹曲位移，建立了薄壁箱形梁?jiǎn)卧獜澢⒎址匠毯团まD(zhuǎn)微分方程，并把所得方程的齊次解作為位移函數(shù)，導(dǎo)出了薄壁箱形梁的單元形函數(shù)矩陣，然后利用剛度系數(shù)的定義，導(dǎo)出了單元彎曲剛度矩陣和單元扭轉(zhuǎn)剛度矩陣，最后利用單元?jiǎng)偠染仃嚺蛎浀母拍?，將單元彎曲剛度矩陣和單元扭轉(zhuǎn)剛度矩陣疊加起來(lái)，從而得到了單元彎曲扭轉(zhuǎn)剛度矩陣。由于本文考慮斜支承的影響，所以必須建立支承坐標(biāo)系下薄壁箱形梁的位移相容條件，即把扭心一形心坐標(biāo)系下的位移分量向支承坐標(biāo)系變換，從而推導(dǎo)出坐標(biāo)變換矩陣，最終獲得考慮剪力滯效應(yīng)和斜支承

3、影響的剛度矩陣。通過(guò)數(shù)值算例得出了不同橋型在不同荷載作用下剪力滯的影響：簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下，剪力滯系數(shù)影響較?。欢诩辛ψ饔孟?，剪力滯影響要比在均布荷載作用下大；懸臂梁在均布荷載作用下，剪力滯影響較大。通過(guò)對(duì)斜支承三跨連續(xù)箱梁與相應(yīng)正交箱梁的有限元分析可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①在對(duì)稱荷載作用下，正交箱梁橫截面上的應(yīng)力分布具有對(duì)稱性，而對(duì)于斜交箱梁，在斜支承處橫截面上的應(yīng)力分布沒(méi)有對(duì)稱性。②在偏心荷載作用下，由于偏心荷載的影響，斜交箱梁和正交箱梁橫截面上的應(yīng)力分布都沒(méi)有對(duì)稱性，特別是斜交箱梁，其橫斷面上應(yīng)

4、力分布的不均勻程度更大。造成斜交箱梁橫斷面上應(yīng)力分布不均勻的外在因素是斜支承，從受力的內(nèi)在因素而言，則是由于彎曲剪滯翹曲和約束扭轉(zhuǎn)翹曲變形以及各項(xiàng)變形間的耦聯(lián)性引起的。關(guān)鍵詞：薄壁箱梁：剪力滯效應(yīng)；剛度矩陣；斜支承；論文類型：應(yīng)用研究斜支承連續(xù)箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的彎扭分析Abstract，nlin—walledboxgirderduetoitsuniqueproperties，hasbeenwidelyadoptedinbridgeengineering．Theshearlageffectisthemos

5、tcommonphenomenontotheboxsection，whichmaycausetheconcretethinwallboxgirdercrackandeventhestructuralfailureiftheshearlageffectisignored．Overthepasttwentyyears，manyscholarsathomeandabroadhavedonemuchresearchonshearlageffectofthinwalledboxbeam，butthesestudie

6、saremainlyfororthogonalboxgirderratherthanskewsupportedones．Therefore，thispaperanalyzesthebendingandtorsionofcontinuousboxgirdertakingaccountofshearlageffectwithspecialsupportssystematically,andwhichtheresultswaswithanimportantsignificanceforfurtherstudyi

7、ng．T11ispaperconsiderstheshearlageffectbasedonthetheoryofelementarybeam，andusingthecrosssectiondisplacementmodelofthin-walledboxgirderandthetorsionwarpingdisplacementwhichtakesaccountoftheinfluenceofthetwoshearflowcorrespondingtothesheardeformationonthewa

8、rpingdisplacement，thin-walledbeamelementbendingandtorsionaldifferentialequationareestablished．Takingtheequationhomogeneoussolutionasthedisplacementfunction，theelementalshapefunctionmatricesrelatingtothin-walledboxgi