薄壁箱梁约束扭转二次剪力流的分解计算方法研究

为合理计算薄壁箱梁约束扭转时的二次剪力流并揭示其分布规律,提出一种对二次剪力流进行分解的计算方法。从分析微元体的纵向平衡出发,分别建立悬臂板和闭合箱室上二次剪力流及二次扭矩的实用计算公式。引入剪应力系数,以反映二次剪应力对总剪应力的提高程度,并结合简支箱梁数值算例,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:箱梁横截面上的最大剪应力发生在腹板内,其剪应力系数可达到2.3;随着悬臂板相对宽度的增大,腹板上产生最大剪应力的位置趋近于腹板底部;悬臂板在约束扭转中承受很大的二次扭矩,甚至会超过闭合箱室承受的二次扭矩;对于箱室高宽比h/b较大的箱梁,当悬臂板宽度与闭合箱室宽度之比为0.65时,悬臂板承受二次扭矩的作用得到充分发挥。

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。