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(bào)VoI．35N0．22013年2月J0URNALOFTHECHINARAIIWAYSOCIETYFebruary2013文章編號(hào)：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?jiān)?蘭州交通大學(xué)甘肅省道路橋梁與地下工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730070)摘要：本文針對(duì)翼板沿截面寬度方向變厚度的混凝土箱梁，利用勢(shì)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(jì)算公式。針

2、對(duì)常見的簡(jiǎn)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(jì)算公式。通過對(duì)算例混凝土簡(jiǎn)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(duì)比分析，驗(yàn)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(duì)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(hào)：U441．5文獻(xiàn)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(jià)比高、現(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而在國(guó)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。混凝土箱梁典型特點(diǎn)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(duì)剪力滯效應(yīng)分析，通常有變分法、比擬桿法、有基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51168030，51208242)；甘肅省杰出青年基金(