深孔平面钢闸门主梁应力计算方法研究

深孔平面钢闸门的主梁为均布荷载作用下的简支薄壁深梁。由于纵向纤维挤压和横截面翘曲及其相邻截面翘曲不同步,其应力至今无解析计算方法。通过将翼缘与腹板的割离分析和整体分析,建立合理力学模型,应用弹性力学方法求解,并考虑了弯剪耦合,推求出简支薄壁深梁的正应力、剪应力和挤压应力的解析计算公式。结果表明:剪力使正应力增大,这种影响随跨高比的减小而增大,随翼缘与腹板面积比的增大而增大,沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致。这为水利、土木及交通工程中薄壁简支深梁的设计提供了概念明确的理论计算方法。

均布荷载作用下悬臂深梁应力计算方法

通过建立力学模型,应用弹性力学中的半逆解法对均布荷载作用下工字形截面悬臂深梁的应力进行计算。考虑了弯剪耦合效应和剪力对弯应力的影响推导出工字形截面悬臂深梁的各应力分量的解析计算公式。结果表明:剪力使正应力增大,当跨高比减小或翼缘与腹板面积比增大时,剪力对弯应力的影响随之增大,并且这种影响沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致;悬臂深梁的剪力对弯应力的影响小于简支深梁的剪力对弯应力的影响,均布荷载作用下悬臂深梁的剪力对弯应力的影响小于线性荷载作用下悬臂深梁的剪力对弯应力的影响。该结果可为悬臂深梁的设计提供有理论基础的计算方法。