剪滞效应
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型钢剪力滞后效应是指在高层钢结构或者大型桥梁结构中,由于采用型钢作为抗侧力结构,导致在水平荷载作用下,结构侧向刚度降低、层间位移增大的一种现象。
这种现象的出现,会对结构的承载力和稳定性产生影响,因此需要进行深入的分析和研究。
一、型钢剪力滞后效应的产生原因型钢剪力滞后效应的产生,主要是由于型钢的抗剪承载力较低,导致在水平荷载作用下,结构的侧向变形较大,从而引起层间位移的增大。
具体来说,型钢剪力滞后效应的产生原因可以分为以下几个方面:结构体系的影响:高层钢结构或大型桥梁结构通常采用框架或框筒结构体系,这些体系在水平荷载作用下,容易产生弯曲变形,导致结构侧向刚度降低,从而引发型钢剪力滞后效应。
型钢材料的特性:型钢是一种高强度钢材,其抗拉、抗压和抗剪强度都很高,但是其剪切性能较差,抗剪承载力较低。
因此,在水平荷载作用下,型钢容易发生剪切变形,导致侧向刚度降低。
节点连接方式的影响:高层钢结构或大型桥梁结构的节点连接方式对型钢剪力滞后效应也有影响。
节点连接方式的不合理或者节点连接强度的不足,会导致结构整体刚度降低,从而加剧型钢剪力滞后效应。
施工误差的影响:在高层钢结构或大型桥梁结构的施工过程中,由于施工误差或者安装误差,可能会导致结构构件的垂直度、平整度等参数不符合设计要求,从而影响结构的承载力和稳定性,进一步加剧型钢剪力滞后效应。
二、型钢剪力滞后效应的影响因素型钢剪力滞后效应的影响因素主要包括以下几个方面:结构高度:随着结构高度的增加,结构的侧向刚度逐渐降低,层间位移逐渐增大,从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。
因此,在高层钢结构或大型桥梁结构的设计中,应合理控制结构的高度。
结构跨度:随着结构跨度的增加,结构的侧向刚度也会降低,从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。
因此,在大型桥梁结构的设计中,应合理控制结构的跨度。
水平荷载大小:水平荷载的大小直接决定了结构的侧向变形程度。
随着水平荷载的增大,结构的侧向变形逐渐增大,从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。
薄壁箱梁的剪力滞效应浅析薄壁箱梁由于具有良好的结构性能,与肋板式截面相比,箱形截面具有抗扭刚度大,能有效抵抗正负弯矩等优点,因而在现代各种桥梁中得到广泛应用,尤其是各种结构形式的预应力混凝土桥梁,采用箱形截面更能适应构造和现代化施工要求。
近几年来,薄壁箱梁在我国大跨径桥梁、城市立交桥中得到了广泛应用,箱梁剪力滞效应也越来越引起重视。
一、剪力滞效应基本概念及产生机理剪力滞效应最早是在T梁探讨翼缘有效分布宽度问题时提出的。
T梁受弯时,翼缘在横向力与偏心的边缘剪力流作用下,将产生剪切扭转变形,则已不服从平截面理论的假定。
剪切扭转变形随翼缘在水平面内的形状与纵向边缘剪力流的分布有关。
狭窄翼缘的剪切扭转变形不大,其受力性能接近于简单梁理论的假定,而宽翼缘因这部分变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参与承弯工作,也即受压翼缘上的压应力随着离肋的距离增加而减小。
在薄壁箱梁中,产生弯曲的横向力通过肋板传递给翼板,而剪应力在翼板上的分布是不均匀的,在肋板与翼板的交接处最大,随着离开肋板而逐渐减小,因此,剪切变形沿翼板的分布是不均匀的。
由于翼板剪切变形的不均匀性,引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于近肋板的翼板的纵向位移,所以其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状,这个现象就称为“剪力滞后”,也称为“剪力滞效应” [1]。
为了更好的解释剪力滞效应,取固端悬臂箱梁在自由端的梁肋处作用一对集中力P如上图所示。
理论上,应用初等梁弯曲理论,在悬臂上板得到均匀分布的弯曲拉应力,但实际并非如此。
由于腹板传递的剪力流在边缘上受拉要大一些,而向板内传递的过程,由于上下板均会发生剪切变形,故实际上上板的拉应力在横截面分布式不均匀的,呈现板的中间小而两边大的应力状态。
剪力流在横向传递过程有滞后现象,故称之谓“剪力滞后现象”或称“剪力滞效应”。
如果初等梁理论算出的应力为,而实际截面上发生的应力为σ,那么式中:λ---剪力滞系数。
如果翼缘与腹板交界处的正应力大于初等梁理论计算的理论值,称之为“正剪力滞”;如果翼缘与腹板处交界的正应力小于初等梁理论计算的理论值,称之为“负剪力滞”。
连续刚构桥箱梁的剪力滞效应在连续刚构桥建设中,能适应较宽桥面要求的单箱单室箱形截面梁被广泛采用,箱梁截面形式具有横向翼缘板宽、腹板间距大和箱壁薄等特点,但剪力滞效应很明显,造成局部应力集中,导致相应部位出现横向裂缝,重时有可能威胁到桥梁结构的安全。
连续刚构桥施工监控的计算模型一般采用平截面假定,利用杆系程序进行整体纵向计算,无法考虑剪力滞效应,只是根据经验加大剪力滞系数来计算,既不安全也不经济。
因此,进行剪力滞效应分析对于明晰剪力滞效应现象和保证桥梁结构安全具有实际意义。
本章依托安哥拉马塔拉特大桥施工监控项目,以能量变分法理论为基础,以施工监控数据为依据,有限元模型数据为参考,对单室单箱连续刚构桥施工阶段剪力滞进行研究分析,总结全桥施工阶段分布剪力滞效应规律,及影响因素分析,基于这些结果对连续刚构桥的施工给出了合理建议,对于同类型桥梁的剪力滞效应的研究和初步设计具有参考意义。
1.1.1 连续刚构桥箱梁的剪力滞效应概述1.1.1.1 箱型梁剪力滞效应根据初等梁理论中的平截面假定,不考虑剪切变形效应对纵向位移的影响,箱梁的两腹板处在对称竖向荷载作用下,沿梁宽度方向上、下翼板的正应力是均匀分布的。
但由于在宽翼箱梁中沿翼缘板宽度方向剪切变形的非均匀分布,引起弯曲时腹板的翼板纵向位移滞后于近肋板处的翼板纵向位移,而弯曲正应力的横向分布呈曲线形状。
这种由翼缘板的剪切变形造成沿宽度方向弯曲正应力的非均匀分布,在美国称为“剪力滞效应”,英国则称为“弯曲应力离散”。
靠近腹板处的纵向应力若大于靠近翼缘板中点或悬臂板边缘处的纵向应力,称为“正剪力滞”;反之,则称为“负剪力滞”。
1.1.1.2 剪力滞效应国内外研究现状近几十年来,国内外许多学者致力于该课题的研究,分别从解析理论、数值解法和模型试验等方面对剪力滞问题提出了许多新设想和新理论,获得了许多研究成果,解决了不少实际桥梁中的问题,部分成果已纳入到我国最新版桥涵规范之中。
t型混凝土梁内剪力滞后效应嘿,朋友!咱今天来聊聊这有点复杂但又挺有意思的“T 型混凝土梁内剪力滞后效应”。
您想想啊,这 T 型混凝土梁就像一个大力士挑着担子。
这担子的重量分布不均匀,有的地方重,有的地方轻,这就和剪力滞后效应有点像啦。
那啥是剪力滞后效应呢?简单说,就是在 T 型梁里,本该均匀受力的部分,实际受力却不太均匀。
这就好比一群人拔河,按理说力量应该平均使出来,可有些人偷懒,有些人用力过猛,结果绳子受力就不均匀啦。
在 T 型梁的翼缘部分,靠近腹板的地方受力大,远离腹板的地方受力小。
这就好像是一场接力赛,靠近交接棒的选手跑得飞快,后面的选手还没反应过来,速度就跟不上,这中间就出现了差距。
这剪力滞后效应要是严重了,那可不得了!就像房子的根基不牢固,能踏实吗?梁的承载能力会下降,结构的稳定性也会大打折扣。
这要是用在建筑上,那不是闹着玩的,说不定哪天就出问题啦。
那怎么对付这剪力滞后效应呢?这可得好好琢磨琢磨。
首先,在设计的时候就得精心计算,把梁的尺寸、形状啥的都考虑周全。
就像裁缝做衣服,尺寸量准了,做出来才合身。
还有啊,材料的选择也很重要。
好的材料就像强壮的肌肉,能更好地抵抗这种不均匀的受力。
施工过程也不能马虎。
工人师傅们就像战场上的战士,得严格按照要求操作,一点差错都不能有。
要是偷个懒,耍个滑,那这梁可就“生气”啦,后果不堪设想。
您说,这剪力滞后效应是不是得引起咱足够的重视?要是不重视,建筑出了问题,那得多危险啊!所以啊,无论是设计师、施工人员,还是咱们这些关心建筑安全的普通人,都得对它有清楚的认识,这样才能保证咱们住的房子、走的桥,都稳稳当当的!总之,T 型混凝土梁内剪力滞后效应可不是个小问题,咱们得认真对待,才能让建筑更安全、更可靠!。
一、剪力滞后效应的力学本质剪力滞后(有时也叫剪切滞后)效应,在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象。
剪力滞后,从力学本质上说,是圣维南原理,它严格地符合弹性力学的三大方程,即几何方程、物理方程、平衡方程。
具体表现是,在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪力滞后。
例如:一长方形平板(长度远大于宽度),在两个短边受到一对平衡集中力。
由圣维南原理可知,在板的中部,应力是均匀分布的,而在靠近短边的端部,就出现了剪力滞后现象。
由于正应力是靠剪力的作用逐渐由集中力转化为均匀的,而由于剪力传递正应力有一个逐渐的过程,所以在端部,剪力的所能起的作用还很有限,而正应力分布还不均匀,这种现象就称为剪力滞后。
二、剪力滞后效应在具体工程中的表现1、拉杆、宽梁的翼缘第一部分所举的例子其实就是一根拉杆,它出现了剪力滞后现象。
陈绍藩在《钢结构设计原理》的第5.2章节中详细描述了有孔拉杆因为剪力滞后效应和其他因素造成承载力降低的现象。
另外宽梁的翼缘中正应力分布不均匀,也是剪力滞后效应造成的,陈绍藩在《钢结构设计原理》的11.1.4章节讲述此问题,并提出采用有效宽度代替实际宽度的方法来计算。
钢砼组合梁计算时,混凝土翼板取有效宽度而不取实际宽度,也是对剪力滞后效应的考虑。
2、薄壁构件(主要是桥梁结构构件)许多学者对薄壁杆件理论进行了广泛的研究,Vlasov、Timoshenko等提出了薄壁杆件分析的经典方法,并作了两个基本假定(1)’薄壁杆件横截面的外形轮廓线在其自身平面内保持刚性,即不变形;(2)薄壁杆件中面的剪应变为零(开口截面)或剪力流为常数(闭口截面)。
由于第二个假定经典方法不能反映薄壁杆件的剪力滞后现象,所以不具有一般性。
剪力滞后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁,在对称弯曲荷载作用下,如果箱梁具有初等弯曲理论中所假定的无限抗剪刚度(即时变形的平截面假定),那么弯曲正应力沿梁宽方向是均匀分布的。
剪力滞后效应知识科普
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象.剪力滞后有时也叫剪切滞后,具体表现是,在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后.例如在墙体上开洞以后,由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状,称为剪力滞后效应.
剪力滞后效应的概念是在箱梁中提出的.剪力滞后效应在T 型、工型和闭合薄壁结构中(如筒结构和箱梁)表现得较为典型,在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件.当结构处于水平力作用下时,主要反应是一种应力不均匀现象,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,由此引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近的纵向位移,当翼板与腹板交接处的正应力大于按初等梁的计算值,称为正剪力滞,反之为负剪力滞.
剪力滞概念与有效分布宽度相同,前者用不均匀应力表示,后者用一等效板宽表示.为了使简单梁理论能够用于宽翼缘梁的分析,故对翼缘定出个“有效翼缘宽度”翼缘的有效宽度为假设的翼缘宽度,沿其宽度上受均匀压缩,其压缩值如同在同样的边缘剪
力作用下的实际翼缘的受载边缘数值一样.另外,有效宽度可以视为理论的翼缘宽度,该理论翼缘承受具有均匀应力的压力.该均匀应力与原型宽翼缘处的应力峰值相等,而且总压力值相等.
在框筒结构中,结构整体可以看成一个箱形的悬臂构件.在水平力作用下,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等:远离腹板框架的柱轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律.这就是一种剪力滞后效应.。
钢结构剪力滞后效应全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钢结构剪力滞后效应是指在地震作用下,钢结构构件发生的非线性行为现象。
这种现象通常在地震工程中得到广泛的关注,因为它对结构的整体性能和稳定性有着重要影响。
本文将探讨钢结构剪力滞后效应的产生机制、影响因素以及减轻措施。
钢结构剪力滞后效应的产生机制主要是由于结构构件在地震作用下发生的非线性行为。
当地震荷载作用在结构上时,构件内部发生变形和应力分布的不均匀现象,即结构出现塑性变形,并且这种塑性变形往往会继续存在,即使荷载减小或取消,这就是剪力滞后效应。
具体来说,剪力滞后效应包括主要是由于构件的滑移和错位、接头的非弹性变形、连接件的滞回效应等。
剪力滞后效应的影响因素有很多,其中主要包括结构的几何形状、材料的性质、构件的截面形状和连接方式等。
结构的几何形状对剪力滞后效应有着重要的影响。
结构的柱形和梁柱节点处容易发生剪力滞后效应,因为这些地方往往受到较大的地震荷载。
材料的性质也会影响剪力滞后效应,构件的强度、延性和韧性等性质会影响结构的抗震性能。
构件的截面形状和连接方式也是影响剪力滞后效应的重要因素,采用剪力墙和框架结构的连接方式不同,会导致不同的剪力滞后效应。
为了减轻钢结构剪力滞后效应的影响,需要采取一系列的措施。
可以通过合理的结构布局和构件形式设计来减少结构的剪力滞后效应。
可以采用适当的连接方式和合理的构件尺寸设计来提高结构的刚度和强度,从而减轻剪力滞后效应。
还可以采用新型的结构材料和先进的抗震设计理论来提高结构的抗震性能,减小剪力滞后效应对结构的影响。
钢结构剪力滞后效应是地震工程中一个重要的问题,对结构的抗震性能有着重要的影响。
我们需要深入研究剪力滞后效应的产生机制和影响因素,提出有效的减轻措施,从而提高结构的抗震性能,确保结构在地震作用下的安全可靠性。
【2000字】第二篇示例:钢结构剪力滞后效应是指在结构发生较大振动时,结构的抗剪能力受力作用方向的加速度变化而发生滞后现象。
桥梁结构中的剪力滞效应赖良建发布时间:2022-06-30T09:52:12.480Z 来源:《建筑模拟》2022年第4期作者:赖良建[导读] 国内针对混凝土箱梁结构的剪力滞效应研究已经颇为成熟,而对钢箱梁剪力滞效应的研究还不够全面。
国内外均建造了大量的箱形薄壁梁桥,对高跨比较大、宽高比较突出的箱形梁桥,其剪力滞效应相当严重,如果忽略剪力滞的影响,势必导致结构失稳或破坏。
设计上分析剪力滞效应的常用分析方法多采用平面梁格模型、单梁模型、实体模型等。
本文介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法,以及T梁剪力滞的分布规律。
阐述了剪力滞现象的存在,并为桥梁的精细化设计作出了思考。
重庆交通大学土木工程学院重庆 400041摘要:在桥梁结构中,剪力滞效应问题不可忽略。
目前而言,国内针对混凝土箱梁结构的剪力滞效应研究已经颇为成熟,而对钢箱梁剪力滞效应的研究还不够全面。
国内外均建造了大量的箱形薄壁梁桥,对高跨比较大、宽高比较突出的箱形梁桥,其剪力滞效应相当严重,如果忽略剪力滞的影响,势必导致结构失稳或破坏。
设计上分析剪力滞效应的常用分析方法多采用平面梁格模型、单梁模型、实体模型等。
本文介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法,以及T梁剪力滞的分布规律。
阐述了剪力滞现象的存在,并为桥梁的精细化设计作出了思考。
关键词:钢筋混凝土梁、剪力滞效应、正剪力滞、负剪力滞1 引言近十年来,由于钢材产量增加和推进城市化进程的需要,使得钢结构桥梁的数量逐步增长,因而钢箱梁的数量也随着国内钢桥数量增长。
钢箱梁采用钢材代替传统混凝土,由于钢材自重较低的特点,桥梁上部结构的自重得到降低,特别是大跨度桥梁,而且随着其跨度增加,降低也越明显,从而可以将桥梁结构的恒载大幅度减小。
当弯曲荷载作用在钢箱梁上时,将会导致翼缘板和腹板交界处的应力大小和挠度大小比实际情况要小。
对跨宽比较小的桥梁来说,当板的惯性矩较大时,箱梁在各个支点处会出现严重的剪力滞效应。
箱梁的剪力滞效应分析文章类型:论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。
这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。
本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法,并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。
一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式,具有结构强度高、刚度大等特点,被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。
箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的,但在某些情况下,剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象,即所谓的剪力滞效应。
剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响,降低桥梁的承载能力和使用性能。
当剪力滞效应较严重时,可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象,影响行车安全和桥梁寿命。
因此,对箱梁剪力滞效应进行分析和研究,采取有效的应对措施,具有重要意义。
二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法,通过将结构离散成多个小的单元,利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。
对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用有限元法进行数值模拟,通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素,模拟剪力滞效应的产生和变化规律。
2、解析法解析法是通过理论建模和推导,得出结构的力学响应的解析解。
对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用解析法建立简化的力学模型,从而得到剪力滞效应的近似解。
解析法具有计算速度快、成本低等优点,但精度较有限元法低。
三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计,可以降低剪力滞效应的影响。
例如,可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板,增加结构的整体性和抗扭刚度;同时,可以通过选用高强度材料,提高结构的强度和稳定性。
2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力,降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。
同时,合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。
3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等,可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性,降低剪力滞效应的影响。
曲箱梁考虑剪力滞效应的弯扭耦合分析近年来,随着结构动力学研究的发展,曲箱梁的剪力滞效应的弯扭耦合分析得到了广泛的关注。
曲箱梁是一种复杂的圆柱梁,其中弯、扭载荷及其组合常用于桥梁结构和混凝土结构,其弯扭耦合分析在梁结构分析中具有重要意义。
曲箱梁的剪力滞效应是指弯载荷施加于梁上,其通过梁束间滞性耦合引起的梁束变形及其剪力。
滞性力可以被建模为梁束之间的无穷耦合。
此外,滞性力还可以模拟多束曲箱梁的横向连接,可在轴压荷载作用时形成滞性耦合。
基于滞性力的计算,有效的模型应考虑曲箱梁的多束结构、滞性耦合、轴压荷载及其相互作用。
基于这些考虑,曲箱梁考虑剪力滞效应的弯扭耦合分析的有效模型称为“考虑剪力滞效应的弯扭耦合模型”。
此模型把曲箱梁的剪力滞效应和弯扭耦合考虑在一起,使用一阶微分方程来进行分析。
通过使用这种模型,可以更加准确地求解曲箱梁的变形及其剪力。
此外,该模型还分析了曲箱梁的横向连接,求解轴压荷载下的变形及其剪力。
考虑剪力滞效应的弯扭耦合模型在曲箱梁分析中具有重要意义。
基于该模型,可以准确求解弯载荷施加于梁上后,梁束间滞性耦合引起的梁束位移、拉应力及其变形;滞性力还可以模拟多束曲箱梁的横向连接,求解轴压荷载对曲箱梁的影响及其位移和剪应力。
这为梁结构动力学研究奠定了基础,也可以为曲箱梁结构的安全设计提供参考。
总的来说,考虑剪力滞效应的弯扭耦合模型是曲箱梁分析中的重要工具。
它使得在轴压荷载作用下,可以准确地模拟曲箱梁的变形及其剪力,从而为曲箱梁的结构设计和结构动力学研究提供了参考。
同时,这也可以使得工程师在进行混凝土结构设计时,可以更加准确地模拟弯载荷施加于梁上时的变形和剪力,从而使得混凝土结构可以更加安全可靠。
薄壁箱梁剪力滞效应分析摘要:箱形梁截面因其较轻的结构自重和较大的抗扭抗弯刚度等特点在现代桥梁构造中应用非常广泛,其受力性能的研究也日益受重视,其中剪力滞效应成为各研究内容中的重点对象之一。
本文主要介绍了箱梁的基本空间受力特征以及剪力滞效应的基本概念,对国内外学者对剪力滞效应的研究现状进行相关的总结。
关键词:箱梁;弯曲;剪力滞效应引言薄壁箱形梁具有很好的抵抗弯曲的能力,箱梁内部的剪力流可以起到抵抗扭矩的作用。
当薄壁箱形梁承受竖向偏心荷载发生弯曲时会产生剪力滞效应,根据箱形梁剪力滞效应的定义我们发现,箱形梁实际所受的正应力值与按初等梁理论算得的正应力值存在较大差距,在腹板与顶底板相接处的差距更为明显[2]。
若设计时不考虑剪力滞效应,将会给箱梁结构带来安全隐患[3]。
1.剪力滞效应分析为了解释“剪力滞效应”概念,取固端悬臂箱梁在自由端的梁肋处作用一对集中力在平行于AD截面上,应用初等梁弯曲理论,在上板得到均匀分布的弯曲拉应力[4]。
实际上并非如此。
由于腹板传递的剪力流在边缘上受拉要大一些,而向板内传递过程中,由于上下板均会发生剪切变形,拉应力会逐渐变小,呈现出板的中间小而两边大的应力状态[5]。
剪力流在横向传递过程有滞后现象,故称之为“剪力滞后现象”或称“剪力滞效应”[6]。
1.1 剪力滞系数如果初等梁理论算出的应力为,而实际截面上发生的应力为,则式中:剪力滞系数。
如果翼缘腹板处的正应力大于初等梁理论的计算值,称之为“正剪力滞”。
如果翼缘腹板处的正应力小于初等梁理论计算值,则称之为“负剪力滞”现象。
这种现象可能导致梁体产生裂缝甚至箱梁的损坏,并使箱梁局部位置产生应力集中,甚至开裂。
1.2 有效分布宽度在实际工程设计中,为了能利用理论已经较为成熟的初等梁理论公式,来反映结构的实际应力水平,便提出了“有效分布宽度”的概念[8]。
其定义为:根据该翼缘的折算宽度按初等梁理论公式计算所得的应力值与真实应力峰值相等。
西南交通大学硕士学位论文薄壁箱梁剪力滞效应研究姓名:王子健申请学位级别:硕士专业:桥梁与隧道工程指导教师:强士中20040201西南交通大学硕士学位论文摘要剪力滞(应力分散)问题很早就有学者对其进行研究,最初是在航空工程上,后来应用到土建工程当中,经过20多年的发展,对剪力滞的研究也取得了一些成果,解决了一些实际工程问题,但许多问题并没有得到完全的解决,随着我国交通事业的发展,有关剪力滞的新问题也在不断出现,需要进一步的研究,本文就剪力滞的问题进行了如下的一些工作:1.对于箱形截面主梁,本文考虑剪力滞效应的变形特点,根据箱梁纵向位移函数,采用基于能量变分法基础上的最小势能原理推导出系统的总势能表达式,然后通过变分法得到带有不同边界条件的一组微分方程,并写出轴向应力的解析表达式。
结合实际的算例研究了等截面简支梁的剪力滞效应。
采用截面当量法研究了变截面连续梁的剪力滞效应。
2.就悬臂梁的负剪力滞现象进行理论分析和推导,并结合实际算例来对悬臂梁负剪力滞现象进行参数分析。
3.阐述了宜宾中坝金沙江斜拉桥的模型试验,并结合该桥的模型试验数据,研究该斜拉桥的剪力滞效应。
通过本论文的工作,箱形截面梁桥的设计、分析提供更安全、合理的设计依据。
【关键词】剪力滞负剪力滞有限元最小势能原理能量变分法西南交通大学硕士学位论文11ABSTRCTShearlagphenomenaorthenonunifomdistributionofbendingstressacrosswideflangesofbeamcrosssectionhave10ngbeenrecognizedandstudied。
FirststudieswerewithstiffenbeamofIshapeinaviationengineering.while1atcrmainlyconcernedconcernedwithcivilengineering.Someresearchoutcomesaboutshearlagproblemswereaaainedandpartofprojectproblemsweresolvedd嘶ngtheP.ventyyears.w{tllthedevelopmentofcommunicationtherearestillmanyproblemswhichneedfartherresearch.Inthisdissertation.shearlageffeetisstudied.Themaincontentsarethefollowings.1.Ageneralpotentialenergyequationisderivedaccordingtotheprincipleofminimumpotentialenergyandasetofdifferentialequations、vitlldifferentboundaryconditionsarederivedaccordingtovariationalprinciplemethodconsideringthedeformmionpropertiesandlongitudinaldisplacementfunctionsofconstantdepmboxbeamwillbestudiedwithangirders.Theshearlagefrcctofsimplesupportedexample.T11emethodofsubstitutevariableisappliedtostudytheshear1ageffectofcontinuousbox2irderswithvariabledepth.2.Thenegativeshearlageffectofthecantileverandcontinuousgirdersisstudiedandtheparameterswhichinfluencetheshearlageffectisanalysed.3.CombiningwiththeexperimentofYibinZhongbaJinshajiangcable・stayedbridgeconcretemodel,thisdissertationanalysestheshearlageffectofthecable-stayedbridge.Bytheworkofthisdissertation,moresaferandmorereasonabledesignandanalysismethodforboxgerderhavebeenoffered.[keywords]shearlag,negativeshearlag,finiteelementmethod,heprincipleofminimumpotentialenergy,energyvariationalprinciplemethod.+第1章绪论1.1选题背景随着交通事业的发展以及城市化速度的加快,桥梁在日益繁忙的公路和城市交通中显得越来越来重要。
剪力滞效应名词解释
剪力滞效应是指材料在受到剪应力的作用下,出现的材料形变与应力的不成比例的现象。
也就是说,当施加力的方向改变时,材料呈现出延迟和滞后的变形,这种现象被称为剪力滞效应。
在实际的工程中,剪力滞效应经常会影响到结构的性能和稳定性,因此,了解剪力滞效应的本质和原因,对于材料力学和工程实践都具有重要意义。
剪力滞效应的成因是由材料内部微观结构的变化引起的。
当施加剪应力时,材料中的晶粒或分子开始发生移动和重组,这会导致材料内部形变的非线性响应。
材料内部的微观结构变化越大,其剪力滞效应就会越明显。
值得注意的是,不同的材料在受到剪应力作用下,其剪力滞效应的表现形式是不同的。
例如,金属和聚合物在受到剪力作用时,表现出的剪力滞效应特征是不同的。
在金属中,剪力滞效应主要是由晶体的滑移和位错的运动引起的。
而在聚合物中,由于分子之间的纠缠和交错,导致分子的流动和移动都会影响材料的整体形变。
剪力滞效应不仅影响材料的形变,也影响了材料的流变学性质。
对于大多数材料来说,剪力滞效应会导致材料的动态剪切模量与静态剪切模量有所不同。
这也为材料的性能表现提供了更多的可能性。
对于一些需要考虑剪力滞
效应的工程实践,在计算材料强度和稳定性时,也需要综合考虑材料的动静态特性。
总之,剪力滞效应是一种常见的材料现象,其成因也与材料的微观结构和特性有关。
在工程实践和材料力学中,了解和掌握剪力滞效应的本质和影响,有助于材料的合理设计和优化,提高材料的机械性能和稳定性。
英文名称:SectionDayton-MuLeightoneffect 简单的说:墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒,开洞以后,由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状,称为剪力滞后现象。
剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。
目录
例子
效应特点
忽略剪力滞效应造成的事故
大跨度薄壁箱梁剪力滞效应
编辑本段例子
如:在结构设计中往往全长加密角柱箍筋,目的之一就是增加角柱的抗剪能力,增加延性。
1、剪力滞后现象越严重,框筒结构的整体空间作用越弱;
2、剪力滞后的大小与梁的刚度、柱距、结构长宽比等有关。
梁刚度越大、柱距越小、结构长宽比越小,剪力滞后越小;
3、框筒结构的整体空间作用只有在结构高宽较大时才能发挥出来。
此外梁柱的刚度比、平面形状及建筑物高宽比对剪力滞后影响很大。
概念设计时一定考虑全
编辑本段效应特点
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象。
剪力滞后,有时也叫剪切
滞后,从力学本质上说,是圣维南原理,它严格地符合弹性力学的三大方程,即几何方程、物理方程、平衡方程。
具体表现是,在某一局部范围内,剪力
所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现
象叫剪切滞后。
剪力滞后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁,在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件。
在结构水平力作用下,主要反应是一种应力不均匀现象,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方
向的剪切变形,从而引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近
的纵向位移,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等:远离腹板框架的柱
轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴
力也不是线性规律。
这就是一种剪力滞后效应。
当翼板与腹板交接处的正应
力大于按初等梁的计算值,称为正剪力滞,反之为负剪力滞。
编辑本段忽略剪力滞效应造成的事故
忽略剪力滞效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全:如1969-1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱
梁失稳或破坏事故。
事故发生后,许多桥梁专家对桥梁的设计和计算方法进
行了研究和分析,提出这四座桥的计算方法存在严重缺陷,其中一项就是设
计中没有认真对待“剪力滞效应”,因此导致应力过分集中造成桥梁的失稳
和局部破坏。
又如广东省的佛陈大桥、乐从立交桥、江湾立交桥、顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板横向裂缝,据资料显示其主要原因是未考虑剪
力滞,致使实际应力大于设计应力,不能满足翼板承载力的要求而出现裂缝 编辑本段大跨度薄壁箱梁剪力滞效应
混凝土薄壁箱形截面具有结构自重较轻、抗弯抗扭刚度大等较好的空间整体受力性能,故在现代桥梁结构中得到广泛应用。
宽箱形截面梁在自重和对称荷载的作用下挠曲时,由于腹板传递的剪力流在边缘上受拉要大一些,而向板内传递过程中,由于上下板均会发生剪切变形,拉应力会逐渐减小,故实际上上板的拉应力在截面分布是不均匀的,呈现板的中间小而两边大的应力状态。
剪力流在横向传递过程有滞后现象,故称之为“剪力滞后现象”或称“剪力滞效应”。