箱梁剪力滯效應(yīng)問(wèn)題是橋梁理論研究中的一個(gè)經(jīng)典課題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其做了大量研究,獲得了很多成果,但仍存在一些不完善之處。本文通過(guò)理論分析和有限元數(shù)值模擬,對(duì)薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)結(jié)合箱梁剪力流、剪切變形與縱向位移的關(guān)系,推導(dǎo)出考慮箱梁腹板剪切變形影響的翹曲位移函數(shù),利用能量變分原理推導(dǎo)出箱梁截面控制微分方程組,結(jié)合邊界條件整理出了簡(jiǎn)支箱梁和懸臂箱梁剪力滯效應(yīng)的縱向應(yīng)力和撓度的表達(dá)式,給出了直腹板箱梁相關(guān)截面特性常數(shù)的計(jì)算式。對(duì)直腹板懸臂箱梁和簡(jiǎn)支箱梁模型在不同荷載作用下的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了分析,并將理論計(jì)算值與有限元軟件得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,本文值與有限元值吻合良好,證明了本文理論分析的正確性。(2)通過(guò)假設(shè)梗腋的翹曲位移函數(shù),得到箱梁整體的翹曲位移函數(shù),利用此翹曲位移函數(shù),借助能量變分法,對(duì)設(shè)有梗腋的混凝土簡(jiǎn)支箱梁模型進(jìn)行了剪力滯效應(yīng)分析。通過(guò)將理論值與有限元軟件計(jì)算值對(duì)比,證明了本文考慮梗腋影響的箱梁剪力滯分析方法的合理性。利用ANSYS軟件對(duì)比分析了梗腋對(duì)上、下翼板的影響及梗腋水平尺寸對(duì)箱梁剪力滯效應(yīng)的影響,結(jié)果證明梗腋對(duì)上翼板的影響較為顯著,同時(shí)梗腋水平尺寸的增加能降低箱梁的正應(yīng)力,使其變化更加均勻。(3)對(duì)于工程中常見(jiàn)的懸臂板變厚度的箱梁,利用懸臂板的中線來(lái)計(jì)算截面特性常數(shù),通過(guò)假設(shè)變厚度懸臂板的翹曲位移函數(shù),并結(jié)合對(duì)梗腋的計(jì)算方法,推導(dǎo)出能直觀體現(xiàn)懸臂板厚度變化的剪力滯分析方法,對(duì)集中荷載和均布荷載作用下懸臂板變厚度的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行了剪力滯效應(yīng)分析,并將本文理論值與有限元值做了對(duì)比,證明了本文理論分析的正確性。利用有限元軟件對(duì)將懸臂板變厚度箱梁等效為懸臂板等厚度箱梁的方法進(jìn)行了驗(yàn)證,等效為等厚度懸臂板時(shí)使懸臂板遠(yuǎn)端的應(yīng)力誤差達(dá)到了14.6%;通過(guò)定義懸臂板的厚度比,分析了懸臂板厚度變化對(duì)箱梁正應(yīng)力和撓度的影響,隨著厚度比的增大,懸臂板上緣的應(yīng)力值逐漸減小,箱梁的撓度也有減小的趨勢(shì)。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U441
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 薄壁箱梁的建設(shè)與發(fā)展
    1.2 箱形截面梁的特點(diǎn)
    1.3 剪力滯效應(yīng)概述及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 解析理論
        1.3.2 數(shù)值解法
        1.3.3 試驗(yàn)研究
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 考慮腹板剪切變形影響的薄壁箱梁翹曲位移函數(shù)研究
    2.1 概述
    2.2 箱梁翹曲位移函數(shù)分析
    2.3 能量變分法求解
        2.3.1 控制微分方程的建立
        2.3.2 控制微分方程的求解
    2.4 數(shù)值算例
    2.5 本章小結(jié)
3 考慮梗腋影響的剪力滯效應(yīng)分析
    3.1 概述
    3.2 位移函數(shù)的選取及截面特性常數(shù)的計(jì)算
    3.3 數(shù)值算例
    3.4 梗腋影響規(guī)律研究
        3.4.1 梗腋對(duì)上、下翼板的影響對(duì)比
        3.4.2 梗腋水平尺寸對(duì)翼板的影響分析
    3.5 本章小結(jié)
4 翼板變厚度箱形梁剪力滯效應(yīng)分析
    4.1 概述
    4.2 變厚度懸臂板計(jì)算方法
    4.3 位移函數(shù)的選取及截面特性常數(shù)的計(jì)算
    4.4 數(shù)值算例
    4.5 懸臂板厚度變化對(duì)箱梁的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果

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