單箱雙室箱梁剪力滯效應(yīng)的分析.pdf

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1、低溫建筑技術(shù)2015年第l期(總第199期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．O1．022單箱雙室箱梁剪力滯效應(yīng)的分析李新平，曾永雄(華南理工大學(xué)±木與交通學(xué)院。廣州510640】【摘要】主要利用能量變分法推導(dǎo)出帶懸臂的單箱雙室箱梁在考慮剪力滯效應(yīng)影響下的控制微分基本方程，并對微分方程進行求解，并通過有限元分析軟件MIDASCIVIL和ANSYS對具體工程進行有限元分析計算、對比驗證，得出相應(yīng)點的剪力滯系數(shù)，最后對兩者進行對比分析。【關(guān)鍵詞】能量變分法；單箱雙室截面；剪

2、力滯；應(yīng)力【中圖分類號】TU375【文獻標識碼】B【文章編號】1001—6864(2015)Ol一0064—02加，，=一面1M()+A”。。+A2Ut2]由彈性力學(xué)的幾何方程=絲，=[A]I『+=(12)墊一，計算u和。oV，，，，l[c]五=[礫2l2(13)受彎梁的外力勢能(即體系荷載勢能)：=一咖㈤=咖[_(咖㈤]卜設(shè)㈤(14)[()()]J(1)則方程組即可轉(zhuǎn)變?yōu)橐浑A線性非齊次常微分方10程組，如下：(1)內(nèi)翼板：=÷(Es2+GT2)dxdy0010(2)0001。C00(2)底板勢

3、能：=(Es2+：)dy00國(3)(3)腹板勢能：內(nèi)腹板勢能：=÷J．_『(Es2+GT])dxdy7==【】==c-ffl盧2I1‘j1p^L，?2fi／盧~2ll11]e一^(4)c，fl=J+c1Je一(16)外腹板勢能：=÷記(+c~i)a=tfl~(hA+hA，)(=，2)(5)(17)體系的總勢能為：上式中的、+。為待定系數(shù)，可根據(jù)邊界條件求：U+V=V+Ul+++l+采用分部積分法得：解而得?？梢宰C明當截面彎矩的一階倒數(shù)M()=eI+c+c，是坐標的二次函數(shù)時，方程一個特解為：u

4、=u，f一f。fu'iw"d(6)=2"01]=一曰一[：2二耋二】+“Ⅳ=(，．)卜“『I(7)再將上兩式回代式(5)礙到控制微分方程：2(18)M()+E1w+Alul+A2M2=0(8)a1"”l+AlW一A3“l(fā)：0(9)因此，微分方程組解為：A2+A2W一A4M2：0(10)=+[】+[】[】c·9邊界條件：對式(10)求一階倒數(shù)得：李新平等：單箱雙室箱梁剪力滯效應(yīng)的分析2工程案例計算與分析載作用下，頂板剪力滯系數(shù)的變形曲線基本一致。2．1算例資料2．2帶懸臂的單箱雙室箱形截面尺寸參數(shù)

5、見圖1。其1．8中翼板板寬b。=2．75m，且b2=b，，上翼緣板厚t=垛爨1．40．25m，底板厚th=0．30m，外腹板厚t：0．40m，內(nèi)腹1．0板厚t。：0．40m，梁高h=3．00m，簡支梁跨徑z=30m，E=3．45×10MPa，G=1．38×10MPa，泊松比0．602468=0．2。設(shè)置兩種不同的布載方式：①在A、c處作用橫坐標，m集中荷載P=200kN和均布荷載q=100kN／m；②在B圖2集中荷載作用下剪力滯系數(shù)對比圖處作用集中荷載P=200kN和均布荷載q=100kN／m。

6、表2均布荷載作用下應(yīng)力與剪力滯系數(shù)分析結(jié)果一oI)．n一1j0．400．400．40I螢JZ圖1單箱雙室箱梁截面尺寸圖(單位：m)1．82．2結(jié)構(gòu)參數(shù)及軟件計算赧1．6截面形心至截面上緣距離Y。=1．39238m，截面形1．4心至截面下緣距離Y2=1．60762m。首先利用結(jié)構(gòu)分1_2析軟件(如MIDASCIVIL)建立相應(yīng)梁單元模型計算截1．OO．8面應(yīng)力點處正應(yīng)力值，然后利用ANSYS建立相應(yīng)模型02468計算出截面應(yīng)力點的正應(yīng)力值及相應(yīng)點的剪力滯系橫坐標，m數(shù)，最后對兩者的計算結(jié)果進行比較

7、分析。利用MI—圖3均布荷載作用下剪力滯系數(shù)對比圖DASCIVIL2011建立梁單元模型，計算集中荷載和均布荷載作用下跨中截面處頂板的正應(yīng)力；利用ANSYS表3集中荷載作用下應(yīng)力與剪力滯系數(shù)分析結(jié)果建立空間實體模型，采用SOLID65單元來模擬。2．32種加載方式的剪力滯系數(shù)對比2．3．1A和C處加載結(jié)果表1集中荷載作用下應(yīng)力與剪力滯系數(shù)分析結(jié)果翟籟鋈疑1．21．。O．8024682．3．2B處加載結(jié)果橫坐標，從圖2～圖5可知：荷載位置對剪力滯系數(shù)影響圖4集中荷載作．Hj下剪力滯系數(shù)對比圖很大；

8、在腹板與頂板交接處，頂板剪力滯效應(yīng)非常明顯，離肋較遠處的剪力滯效應(yīng)不明顯。集中和均布荷(下轉(zhuǎn)第74頁)74低溫建筑技術(shù)2015年第1期(總第199期)表l不同方法計算附加壓重的結(jié)果對比附加壓重的確定提供借鑒和參考。參考文獻馬保林．高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋[M]．jE京：人民交通出版社，2001．楊奇，冷伍明，聶如松，魏巍．大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控分析[J]．鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2010，(1)：11～15．4結(jié)語鄒毅松．單榮相．連續(xù)剛構(gòu)橋合龍頂推力的確定[J]．重慶交通(1)在結(jié)構(gòu)處于小變