考虑各板面内剪切影响的箱梁竖向纯弯自振特性分析

为了方便研究考虑各板面内剪切影响的箱梁竖向纯弯曲自振频率,基于单位力法,结合箱梁弯曲剪应力的分布特点,推导出适用于箱梁各板面内的剪切影响系数表达式。以剪切影响系数为基础,利用哈密顿原理,导出考虑剪切及转动惯量影响的箱梁弯曲自振频率控制微分方程。采用分离变量法,结合边界条件给出了简支箱梁弯曲自振频率表达式。在该剪切影响系数的基础上,结合梁段单元刚度矩阵,编制了MATLAB程序用于分析考虑各板面内剪切影响的箱梁弯曲自振特性。数值算例表明:以本文程序计算的箱梁弯曲自振频率及振型与ANSYS空间有限元结果吻合较好;剪切变形对箱梁自振频率的影响随着频率阶数的增高而增大。参数分析表明,梁高对频率影响较大,当计入剪切影响时,转动惯量对箱梁弯曲自振频率的影响可忽略。