基于变分法的单箱三室箱梁剪力滞效应分析.pdf

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1、第43卷第8期施工技术建筑技术开发2016年8月ConstructionTechnologyBuildingTechnologyDevelopment基于变分法的单箱三室箱梁剪力滞效应分析周雄才，管世玉，眭文飞(1冲建三局一公司基础设施工程分公司，武汉430063；2．厦门合诚工程检测有限公司，厦门361000)[摘要]为进一步探究单箱三室箱梁的剪力滞效应计算方法，采用能量变分法对单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程进行推导，得到应力表达式并计算剪力滞系数。以某简化的单箱三室简支箱梁为例，应用Midas／FEA非线性细部分析软件，分析集中力作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应，通过对比得到不

2、同荷载模式作用下的剪力滞效应规律。结果表明：应用能量变分法可以推导单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程，并得到剪力滞系数；不同荷载模式作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应都符合一般规律，但各自之间有较大区别。[关键词]桥梁工程；剪力滞效应；有限元分析；能量变分法；单箱三室箱梁[中图分类号]U448．22[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2016)08—0124—02Based0naSingleBOxThreeR00msShearLagVariationalMethod0fAnalysisZhouXiong—cai，GuanShi—yu，SuiWen—fei[Abstract]I

3、nordertofurtherexplorethemethodofcalculationofshearlageffectofboxgirderofsingleboxthreerooms，theuseofenergYbecomessingleboxthreeroomsboxgirdershear1agcontrolpointssystemderiveddifferentialequations，calculatethestressandtheexpressionoftheshearlag．Takingasimplifiedsingleboxthreeroomssimpleboxgirde

4、rsanexample，Midas／FEAdetailnonlinearanalysissoftwaretoanalyzesingleboxthreeroomssimpleboxgirdersundershear1ageffectofconcentratedforce，bycontrastobtainedunderdiferentloadpatternsroletheshearlageffectoflaw．Theresultsshowedthat：Theenergyvariationmethodcanderiveasingleboxthreeroomsboxgirdershearlag

5、differentialequations，andobtaintheshearlag；singleboxthreeroomssimplysupportedShearlagefectunderdifierentloadpattemsareconsistentwiththegenerallaw，butthereiSalargedifferencebetweentherespective．[Keywords]bridgeengineering；shearlagefect；finiteelementanalysis；energyvariationmethod：single—roomboxgir

6、der在初等梁理论中，箱梁弯曲时翼缘板和底板正应力均匀(1)分布，但实际上翼缘板的正应力沿宽度方向通常靠近腹板的∞(，z)Il(2)正应力要大一些，远离腹板的正应力小。这种由于翼缘板的。1cosl剪切变形不均匀，造成弯曲正应力沿梁宽度方向不均匀分布式中：co~yg)为剪力滞翘曲位移函数；b为相邻两腹板距的现象称为剪力滞效应l1l。对剪力滞效应的分析方法有很多，的‘半；∽为翼缘板最大纵向位移差函数。翼板应变表为：其中变分法是通过引入剪滞翘曲位移函数建立考虑剪切变形一)+IcOs却Z19l㈤影响的截面横向位移分布模式，利用能量原理得到剪力滞效应的解析解]。1946年，E．Reissner第

7、一次运用能量变分原理一成功分析了双轴对称矩形截面箱梁的剪力滞效应[3]。在国内也“2blrsin‘2b1．．J㈩⋯仃大量学者应用此理论对箱梁剪力滞效应进行了研究并取得翼板应变能表示为：了一定的成果。单箱多室箱梁受弯时由于各腹板剪力流分布U=1¨t(Ec~i+Gr?,)dxdy(4)的差异，导致剪力滞效应必然不同于单室箱梁，因此，研究式中：E为弹性模量；G为剪切模量；t为翼板模量。单箱多室箱梁的剪力滞效应十分有必要。2单箱三室箱梁的剪力滞效应机理