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考虑剪力滞效应的曲线梁桥静动力学特性分析
| 论文题名： | 考虑剪力滞效应的曲线梁桥静动力学特性分析 |
| 关键词： | 桥梁建设;曲线梁结构;剪力滞效应;力学特性 |
| 摘要： | 曲线梁结构在现代交通工程及大型建筑结构中有着重要作用,曲线梁由于弯扭耦合的特性,与直线梁相比,有其特殊性和复杂性。在梁的截面类型中,工字型、T型、箱型等由于肋板传递的剪力流,在内边缘上受拉要大一些,而向板内传递过程中,曲于上下板均会发生剪切变形,拉应力会逐渐变小,故实际上上板的拉应力在横截面分布是不均匀,呈现板中间小而两边大的应力状态,这种现象被称为剪力滞现象。这种剪力滞后现象,在直线梁中有大量的研究,而在曲线梁中鲜有研究,本文针对曲线梁的特殊性,分析曲线梁中剪力滞对静动力学特性的影响。 薄壁箱梁的剪力滞效应的静力学与动力学的研究工作现在正在展开,虽然在静力学上对各种不同边界条件和不同类型的箱梁有了很多的研究成果,但在动力学特性上,考虑剪力滞对梁的自振特性及受迫振动特性的影响并未有过多的研究,特别在曲线梁的问题上,至今还鲜有论文出现。在静力学方面来说,假设梁的纵向位移方程,通过能量变分方法,考虑剪切变形及箱梁的翘曲作用,可以得在不同边界条件的微分方程解,但由于其计算的复杂性,本文未完全采用这种方法,来移植到曲线梁中进行解答。本文在扇形坐标下,假定曲线梁的纵向位移表达示,然后利用迦辽金法解答位移与内力的微分平衡方程,得到曲线梁剪力滞效应的另一种解答。在实用工程中,用有效宽度的概念来考虑翼缘板的承受应力的作用,本文利用得到的剪力滞系数的表达式,推导出曲线梁各种边界下的有效分布宽度的表达式。本文在曲线梁的研究基础上,也首次得到曲线变截面梁的剪力滞效应的数值解答方法。在动力学方面,本文利用能量变分方法,得到直线梁的微分平衡力学方程,在不同的边界条件下,得到考虑了剪力滞的直线梁纵向振动方程。通过梁的振动方程,得到梁的自振频率,与不考虑剪力滞梁的自振频率比较,可以得到剪力滞对梁固有振动特性的影响。对于曲线梁剪力滞对动力特性的影响,同样利用子空间迭代法求解运动方程,得到曲线梁的自振频率。文中针对不同的边界条件,得到剪力滞影响的相关规律,这些经验可以应用到设计与施工组织设计中,有效的规避剪力滞对桥梁建设与使用中的危害。 |
| 作者： | 赵泽文 |
| 专业： | 防灾减灾及防护工程 |
| 导师： | 肖光宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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