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基于多参数翘曲位移函数的箱梁剪力滞效应的解析法研究
| 论文题名： | 基于多参数翘曲位移函数的箱梁剪力滞效应的解析法研究 |
| 关键词： | 剪力滞效应;能量变分法;传递矩阵法;有限梁段法;剪力滞系数;桥梁 |
| 摘要： | 剪力滞现象是薄壁箱形梁的一个重要的受力特征。近几年来国内一些箱形桥梁不断发现有横向裂缝产生现象，说明忽略剪力滞效应影响，将会造成结构设计的不安全。 本文详细阐述薄壁箱形梁剪力滞后效应的概念以及剪力滞效应对结构的不利影响，综述目前工程界解决剪力滞问题的各种研究理论和方法，评述各种理论和方法的适用性、局限性及以后的研究发展方向。 运用能量变分法、传递矩阵法及有限段法研究了箱梁在对称弯曲荷载作用下的剪滞效应问题。考虑底板、顶板、悬臂板三个不同的剪力滞翘曲位移函数及腹板剪切变形对剪力滞效应的影响，计入纵向轴力平衡条件，有效地修正了剪力滞引起的截面中性轴的变化。导出了用多参数翘曲位移函数考虑箱梁截面底板、顶板、悬臂板剪滞翘曲幅度各不相同的一般情况及计入腹板剪切变形影响的箱梁控制微分方程、边界条件及相应的闭合解。传统方法中近似选取悬臂板和上、下顶板为相等的纵向角位移差函数是本文方法在不考虑横截面翘曲正应力自成平衡条件且底板、顶板、悬臂板具有相同结构尺寸时的一种特例，表明本文方法及假设是正确的且具有更广泛的通用性。 提出一种研究连续箱梁桥剪力滞后效应的传递矩阵法。根据能量变分法获得的控制微分方程闭合解及内力和位移的微分关系式，导出了箱梁在均布荷载作用下的初参数解及相应的场矩阵和点矩阵，从而实现连续箱梁桥内力、位移及应力的递推求解。并运用Mathematics 语言编制了用于分析计算薄壁箱梁剪力滞后效应的数值计算程序(BGSFL1)。 利用所得的弹性控制微分方程的齐次解作为位移模式，应用刚度法以及功能原理推导出了单元刚度矩阵及荷载列阵，建立了一种考虑剪力滞效应的箱梁有限段模型，编制了相应的数值计算程序(BGSFL2)。 利用本文方法，对简支箱梁和悬臂箱梁进行计算分析，探讨不同的荷载作用形式、不同跨宽比等结构参数对剪力滞的影响，得到了箱梁剪滞效应的一些基本规律。 本文所得的公式、方法是前人工作的进一步拓展，对薄壁箱梁截面梁桥的剪滞理论作了更为准确的推证，分析所得的结论为工程设计提供了参考。 |
| 作者： | 李斌 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 韦成龙;李学罡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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