高等桥梁结构理论程讲义PPT课件.ppt

第三讲薄壁箱梁剪力滞效应 1 2 3 1薄壁箱梁弯曲的剪力滞效应 宽翼缘T梁 工字梁以及箱梁断面 在对称荷载作用下按初等梁理论 截面的顶 底板正应力分布应是均匀的 符合平截面假定 而实际上截面顶 底板上的正应力分布是不均匀 平截面假定不成立 图2 14悬臂箱梁上翼缘正应力分布 3 3 1剪力滞效应定义 在一悬臂箱梁悬臂端作用一对集中力P 根据初等梁理论 在平行于BC边的各截面上均会产生一沿BC方向均匀分布的应力 即 而实际上 矩形断面的剪力流在翼缘板传递过程中 由于翼缘板剪切变形的影响 故靠近腹板附近的剪力流大 靠近翼缘板中心处较小 导致翼缘板的正应力靠近腹板处较大远离腹板处较小 即在平行于BC边的各截面上产生的正应力沿BC边方向是分布不均匀的 3 21 2020 3 3 21 2020 4 2 3 2一维剪力滞效应薄壁断面 开口或闭口 梁在承受对称荷载作用而产生弯曲时 弯矩主要由上下翼缘板的受压和受拉来承担 而截面上的剪力一小部分由上下翼缘承担 绝大部分剪力由腹板承担 即可以近似认为上下翼缘板处于单向受力状态 现取一宽度为b的单向受力顶板进行分析 如图2 15所示 3 21 2020 5 a 宽度为b的单向受力板 b 微元体受力状态图2 15宽度为b的单向受力顶板应力与变形 3 21 2020 6 3 21 2020 7 3 21 2020 8 3 21 2020 9 2 3 3能量变分法 1946年 E Reissner提出能量变分法来分析剪力滞效应 本小节介绍采用能量变分法来求解带悬臂单箱单室薄壁截面的剪力滞效应 3 21 2020 10 3 21 2020 11 3 21 2020 12 3 21 2020 13 3 21 2020 14 3 21 2020 15 3 21 2020 16 3 21 2020 17 3 21 2020 18 3 21 2020 19 3 21 2020 20 3 21 2020 21 3 21 2020 22 2 均布荷载作用在简支梁上当一简支梁承受均布荷载集度时 如图2 16所示 其弯矩与剪力函数为 图2 16均布荷载作用在简支梁上 3 21 2020 23 3 21 2020 24 3 3 4薄壁梁的剪力滞效应的有限元分析方法采用有限元方法进行薄壁箱梁剪力滞效应分析对工程实践具有重要的意义 本小节重点介绍采用ANSYS有限元分析软件进行薄壁箱梁的剪力滞效应分析方法 如图2 17所示 一悬臂箱梁 在悬臂端作用一对集中荷载P 1000N 试分析其顶底板的剪力滞效应 主要单元有 Shell单元和Solid单元 图2 16薄壁箱梁断面图 单位 mm 3 21 2020 25 图2 17薄壁箱梁在梁端集中荷载作用下顶 底板正应力分布图 单位 Pa Topplate Bottomplate FiniteElementModel FiniteElementModel 3 21 2020 26 图2 18薄壁箱梁在均布荷载作用下顶 底板正应力分布图 单位 Pa Topplate Bottomplate 对比图2 17与图2 18顶板正应力图可以发现 图2 17顶板正应力为正剪力滞现象 而图2 18所示顶板正应力为负剪力滞现象 课后任务 阅读 高等桥梁结构理论 P19 24页 应用ANSYS软件分析一悬臂薄壁箱梁分别在 工况一