【摘要】：開口薄壁工字梁、T梁、雙T梁在橋梁工程中應(yīng)用十分廣泛,隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)以及新材料的研發(fā)應(yīng)用,薄壁梁翼緣板越來(lái)越寬,跨度也越來(lái)越大,梁中的剪力滯效應(yīng)也越來(lái)越引起學(xué)術(shù)界與工程界的重視。剪力滯效應(yīng)導(dǎo)致梁翼板與腹板相交處彎曲應(yīng)力明顯增大,且大幅度增大了薄壁梁的撓度,同時(shí)影響梁的極限承載力。所以如果工程設(shè)計(jì)時(shí)忽略剪力滯效應(yīng)的影響,將會(huì)使結(jié)構(gòu)存在局部破壞或結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的安全隱患。本文圍繞薄壁工字梁、T梁、雙T梁的剪力滯效應(yīng)開展相關(guān)的研究分析。主要內(nèi)容包括:(1)以撓度和附加撓度作為廣義位移,構(gòu)造了工字梁、T梁、雙T梁新的縱向位移函數(shù),用能量變分法推導(dǎo)出了工字梁、T梁、雙T梁剪力滯效應(yīng)的若干解析解,同時(shí)給出了基于該方法的一維離散有限元計(jì)算格式。研究結(jié)果表明采用本文方法的可行性和可靠性,解決了傳統(tǒng)剪力滯理論存在的剪力滯函數(shù)物理意義不明確、難以解決左端固支右端簡(jiǎn)支開口薄壁梁的響應(yīng)量的問(wèn)題。(2)采用以撓度為基礎(chǔ)定義剪力滯系數(shù),分析了影響工字梁、T梁、雙T梁剪力滯效應(yīng)的因素。研究結(jié)果表明寬跨比、寬高比對(duì)梁剪力滯效應(yīng)影響較大,為工程上減小開口薄壁梁的剪力滯效應(yīng)提出了合理的建議。(3)提出了新的基于附加撓度的正負(fù)剪力滯效應(yīng)判別方法,對(duì)寬翼緣開口薄壁梁的正、負(fù)剪力滯進(jìn)行了識(shí)別。分析了三種截面薄壁梁在不同約束下的正負(fù)剪力滯效應(yīng),同時(shí)研究了寬跨比、寬高比及翼板腹板厚度等對(duì)薄壁梁正、負(fù)剪力滯效應(yīng)區(qū)間的影響。(4)采用彈性模量縮減法分析剪力滯效應(yīng)對(duì)工字梁極限承載力的影響,并分析了影響其極限承載力的因素,研究表明寬跨比、寬高比與翼緣板厚度對(duì)其影響較大,而腹板厚度對(duì)工字梁極限承載力的影響并不明顯。
[Abstract]:Open thin-walled I-beam and double-T beam are widely used in bridge engineering. With the development and application of prestressed technology and new materials, the flange plate of thin-walled beam is becoming wider and wider, and the span is becoming larger and larger. The shear lag effect in beam has attracted more and more attention from academic and engineering circles. The shear lag effect increases the bending stress at the intersection of the flange and the web, increases the deflection of the thin-walled beam, and affects the ultimate bearing capacity of the beam. Therefore, if the influence of shear lag effect is ignored in engineering design, there will be local failure or structural instability. In this paper, the shear lag effect of thin wall I-beam and double T-beam is studied and analyzed. The main contents are as follows: (1) taking deflection and additional deflection as generalized displacements, a new longitudinal displacement function of I-beam T beam and double T beam is constructed, and some analytical solutions of I-beam T beam and double T beam shear lag effect are derived by energy variation method. At the same time, the one-dimensional discrete finite element method based on this method is presented. The results show that the method is feasible and reliable, and the physical meaning of the traditional shear lag function is not clear. It is difficult to solve the problem of the response of the left and right simply supported thin-walled beams. (2) the shear lag coefficient is defined on the basis of deflection, and the factors that affect the shear lag effect of I-beam and double-T beam are analyzed. The results show that the ratio of width to span and the ratio of width to height have great influence on the shear lag effect of beams. The reasonable suggestions for reducing the shear lag effect of thin-walled beams with openings are put forward. (3) A new method for distinguishing positive and negative shear lag effects based on additional deflection is proposed. The positive and negative shear lag of thin-walled beams with wide flange openings are identified. In this paper, the positive and negative shear lag effects of three thin-walled beams with different cross-section are analyzed, and the effects of the ratio of width to span, the ratio of width to height and the thickness of webs on thin-walled beams are studied. (4) the influence of shear lag effect on the ultimate bearing capacity of I-beam is analyzed by means of elastic modulus reduction method, and the factors affecting the ultimate bearing capacity of I-beam are analyzed. The ratio of width to height and the thickness of flange plate have great influence on it, but the influence of web thickness on the ultimate bearing capacity of I-beam is not obvious.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O342

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本文編號(hào)：2177006