考虑畸变影响的薄壁箱梁横向内力修正系数研究

为改进传统的薄壁箱梁横向内力计算方法,选取从顶板和底板中点处切开的“半框架模型”计算横向变位,并根据“半框架模型”变形与箱梁畸变变形之间的协调关系,推导考虑畸变影响的横向内力计算公式。通过Ansys有限元软件对本文改进的横向内力计算方法进行了验证;以刚性支承框架内力为基础,定义了横向内力修正系数,详细分析偏载位置、箱室高宽比、顶板和腹板抗弯刚度比变化对修正系数的影响。研究结果表明,按本文方法计算的底板横向弯矩比按传统方法计算值更接近于Ansys有限元结果;随着抗弯刚度比的增大,靠近偏载角点处横向弯矩修正系数减小,远离偏载角点处修正系数增大;抗弯刚度比变化对偏载作用点处的修正系数影响很小;箱室高宽比较大时,随着顶板和腹板抗弯刚度比的增大,修正系数变化更加明显。

开闭混合断面薄壁梁约束扭转分析

从薄壁微元体的纵向平衡出发,分析开闭混合断面薄壁梁约束扭转二次剪力流的传递和分布规律,提出了开闭混合断面薄壁梁约束扭转二次剪力流的分解计算方法,数值算例验证了该方法的合理性。引入反映二次剪应力对总剪应力影响程度的剪应力系数,结合悬臂梁数值算例,详细分析悬臂板宽度变化对剪应力系数和二次扭矩的影响规律。研究结果表明:开闭混合断面薄壁梁约束扭转时在腹板内产生很大的剪应力,当悬臂板宽度与闭合箱室宽度之比约为0.4时,腹板中点处剪应力系数可达到最大值2.8;悬臂板在约束扭转中承受很大的二次扭矩,甚至会等于闭合箱室承受的二次扭矩;对于箱室高宽比较大的薄壁梁,当悬臂板宽度与闭合箱室宽度之比约为0.7时,悬臂板承受二次扭矩的作用可得到充分发挥。