本文關(guān)鍵詞：基于附加撓度的箱形梁剪力滯效應(yīng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：薄壁箱梁由于其具有良好的力學(xué)性能而在橋梁工程中被廣為應(yīng)用,然而箱梁在荷載作用下會(huì)出現(xiàn)剪力滯后現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者很早就對(duì)箱梁的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了探索和研究,也獲取了一些成果,在一些橋梁的設(shè)計(jì)中也得到了相應(yīng)的應(yīng)用,但是仍有一些問(wèn)題尚待解決。本論文就剪力滯效應(yīng)的問(wèn)題做了如下的研究:(1)本文通過(guò)選取剪力滯效應(yīng)所引起的附加撓度作為廣義位移,并定義了新的廣義內(nèi)力和廣義翹曲位移函數(shù),將剪力滯效應(yīng)引起的變形作為一種單獨(dú)的變形狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分析。運(yùn)用能量變分原理建立了關(guān)于附加撓度的控制微分方程,并以廣義剪力、廣義力矩、附加撓度及其變化率作為四個(gè)初參數(shù),然后根據(jù)箱梁的邊界條件,給出微分方程的初參數(shù)解。(2)分別對(duì)簡(jiǎn)支箱梁、懸臂箱梁和兩跨連續(xù)梁在均布荷載和集中荷載作用下的附加撓度和廣義力矩的計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo),分析它們?cè)诤奢d作用下的撓度和截面應(yīng)力,并與傳統(tǒng)變分法所求得的值進(jìn)行比較。通過(guò)與初等梁理論所求的應(yīng)力值進(jìn)行比較,可以得出剪力滯效應(yīng)對(duì)于簡(jiǎn)支梁和懸臂梁的影響比較小,而對(duì)于兩跨連續(xù)梁的影響較大,不可忽略。使用有限元ANSYS建立簡(jiǎn)支箱梁、懸臂箱梁和兩跨連續(xù)梁在均布荷載和集中荷載作用下的模形,并與推導(dǎo)公式的計(jì)算值進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證本文理論方法的正確性。(3)利用附加撓度法對(duì)簡(jiǎn)支梁算例進(jìn)行計(jì)算,并分別分析了集中荷載作用在不同位置時(shí),該荷載作用截面上頂板和腹板交接處的剪力滯系數(shù)隨寬跨比的變化規(guī)律,以及在均布荷載作用下不同截面處剪力滯系數(shù)隨寬跨比的變化,得出計(jì)算截面離約束端越近,剪力滯系數(shù)越大,且都隨著寬跨比的增大而增大。(4)當(dāng)集中荷載作用在不同位置時(shí),根據(jù)附加撓度法對(duì)懸臂箱梁固定端截面處的剪力滯系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,分析了其隨著寬跨比的變化規(guī)律,并得出當(dāng)荷載作用位置離固定端越近,固定端的剪力滯系數(shù)就越大。同理計(jì)算了懸臂箱梁在均布荷載作用下不同截面的剪力滯系數(shù),并得到當(dāng)截面離固定端一定距離時(shí)該截面呈現(xiàn)出負(fù)剪力滯現(xiàn)象,并隨著寬跨比的增大負(fù)剪力滯效應(yīng)也相應(yīng)的突出。然而無(wú)論是集中荷載還是均布荷載其截面的剪力滯系數(shù)都隨著寬跨比的增大而增大。(5)兩跨連續(xù)梁分別在集中荷載和均布荷載作用下,利用附加撓度法計(jì)算隨寬跨比的變化各不同截面處的剪力滯系數(shù),并得出寬跨比越大,剪力滯系數(shù)越大。因此,無(wú)論是簡(jiǎn)支梁、懸臂梁還是連續(xù)梁,其剪力滯系數(shù)都隨著寬跨比的增大而增大。
【關(guān)鍵詞】：薄壁箱梁 剪力滯效應(yīng) 附加撓度 廣義力矩 初參數(shù)法
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的研究意義9
• 1.2 剪力滯效應(yīng)研究的主要方法9-15
• 1.2.1 解析法9-13
• 1.2.2 數(shù)值法13-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 箱梁剪力滯產(chǎn)生的原因16-24
• 2.1 箱形梁的受力分析16
• 2.2 箱形梁的彎曲剪應(yīng)力16-21
• 2.2.1 薄壁構(gòu)件單元中的剪應(yīng)力流方程16-18
• 2.2.2 單室箱形截面剪力流18-20
• 2.2.3 多室箱形截面剪力流20-21
• 2.3 箱梁剪力滯的分類21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 3 箱梁剪力滯效應(yīng)的求解24-36
• 3.1 傳統(tǒng)變分法對(duì)箱梁剪力滯的求解24-29
• 3.1.1 變分法的基本假定24-25
• 3.1.2 基本變分方程的推導(dǎo)25-27
• 3.1.3 翼緣板中的應(yīng)力及附加彎矩27-28
• 3.1.4 疊加法求解箱梁的剪力滯效應(yīng)28-29
• 3.2 附加撓度法對(duì)于箱梁剪力滯的求解29-35
• 3.2.1 剪力滯廣義內(nèi)力和翹曲應(yīng)力29-31
• 3.2.2 控制微分方程的建立及其初參數(shù)解31-33
• 3.2.3 剪力滯翹曲位移函數(shù)33-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 4 算例分析36-74
• 4.1 簡(jiǎn)支梁36-47
• 4.1.1 傳統(tǒng)變分法對(duì)簡(jiǎn)支梁剪力滯效應(yīng)的解答36-38
• 4.1.2 附加撓度法對(duì)簡(jiǎn)支梁剪力滯效應(yīng)的解答38-41
• 4.1.3 簡(jiǎn)支梁算例分析41-46
• 4.1.4 寬跨比對(duì)于簡(jiǎn)支箱梁剪力滯效應(yīng)的影響46-47
• 4.2 懸臂梁47-59
• 4.2.1 傳統(tǒng)變分法對(duì)懸臂梁剪力滯效應(yīng)的解答47-49
• 4.2.2 附加撓度法對(duì)懸臂梁剪力滯效應(yīng)的解答49-52
• 4.2.3 懸臂梁算例分析52-58
• 4.2.4 寬跨比對(duì)于懸臂箱梁剪力滯效應(yīng)的影響58-59
• 4.3 兩跨連續(xù)梁59-73
• 4.3.1 傳統(tǒng)變分法對(duì)兩跨連續(xù)梁剪力滯效應(yīng)的解答59-63
• 4.3.2 附加撓度法對(duì)兩跨連續(xù)梁剪力滯效應(yīng)的解答63-66
• 4.3.3 兩跨連續(xù)梁算例分析66-72
• 4.3.4 寬跨比對(duì)于兩跨連續(xù)箱梁剪力滯效應(yīng)的影響72-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 5 結(jié)論和展望74-76
• 5.1 結(jié)論74-75
• 5.2 展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果80

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