箱形梁畸变理论

c）箱形成型品的内翘曲变形对箱形成型品来说，一般会发生内翘曲变形。

与L形/U形成型品相同，其原因也是模芯方面的模具温度较高，模芯方面的收缩率增大的缘故。

其解决方法如下：箱形成型品内翘曲变形的对策要点•形状:以适当的间距设置三角加强筋。

在拐角部分设置通孔。

设置外周加强筋。

非增强型的壁厚/底板厚=1/2。

对模腔或模芯施加逆翘曲。

•模具:冷却模芯。

对于玻纤增强型材料而言，底板中央部分的点浇口比侧浇口更好d）圆板形成型品的翘曲变形圆板形成型品有时产生波浪变形或伞形变形，其原因如下：圆板形成型品的变形原因• 由于分子取向或增强纤维的取向，收缩率在径向和周向之间产生差异。

径向收缩率›周向收缩率时，产生波浪变形。

径向收缩率‹周向收缩率时，产生伞形变形。

对策如下：圆板形成型品变形的对策要点•形状:发生波浪变形时，或者在外周部位设置H型加强筋、或者去除一部分使之成为环形。

发生伞形变形时，双面设置放射形加强筋。

•模具:冷却孔靠近模腔，配置成为圆周形。

为了提高真圆度，需要对浇口数量及位置进行考虑。

一般而言，与1个侧浇口和1个点浇口相比，3点浇口效果好。

3点浇口是以浇口配置在正三角形的3个顶点为宜浇口位置设在成型品中心或靠近中心的部位，使树脂同心圆形地从中央向外圆流入，这样可以提高制品的真圆度。

如照片6-1那样，同心圆形的流入可取得高精度的效果。

e）圆柱形成型品的变形细长的圆柱形成型品倾向于两端外径大、中间外径小的弓形。

这是由于两端固化快而中间固化慢的缘故。

但是，如果改为二重圆筒等形状使厚度变薄，则会有好的转变。

在改为二重圆筒等形状时，使连接外壁和内壁的加强筋厚度越薄，可以减少因加强筋引起的凹痕等影响。

f）细长形成型品的翘曲变形如果将浇口设置在细长形成型品的长边的一侧，则一般向浇口方面成弓形翘曲。

所以，原则上浇口要设置在短边方面。

见图6-3示例。

g）成型条件与变形作为与变形有关的成型条件必须特别注意的是注射及保压时间、冷却时间、注射速度、模具温度。

单箱三室箱梁在正对称荷载作用下局部畸变效应的理论研究单箱三室箱梁在正对称荷载作用下局部畸变效应的理论研究摘要：箱梁是一种常见的结构构件，具有承受大荷载的能力，而在工程实践中往往需要研究箱梁在不同荷载作用下的变形和破坏情况。

本文以单箱三室箱梁为研究对象，对其在正对称荷载作用下的局部畸变效应展开了理论研究。

通过有限元数值模拟，分析了箱梁中不同截面位置的应力和变形情况，并通过力学理论进行解释。

研究结果表明，正对称荷载作用下，单箱三室箱梁会出现局部畸变效应，即局部应力集中、变形增大，从而影响其整体性能和承载能力。

关键词：单箱三室箱梁；正对称荷载；局部畸变效应；有限元模拟；力学理论1. 引言箱梁是一种常见的结构构件，由于其在承受大荷载下具有较好的稳定性和刚度，因此在桥梁、建筑、航空航天等领域得到了广泛应用。

然而，在工程实践中，箱梁承受正对称荷载时，由于结构的不均匀性和材料特性的差异，往往会引起局部畸变效应，即局部应力集中、变形增大。

2. 研究方法本文采用有限元数值模拟的方法，对单箱三室箱梁在正对称荷载作用下的局部畸变效应进行研究。

首先，根据实际工程中常见的箱梁尺寸和材料参数，建立了单箱三室箱梁的有限元模型。

然后，通过施加正对称荷载，分析了箱梁中不同截面位置的应力和变形情况。

最后，利用力学理论对结果进行解释和分析。

3. 结果与讨论通过有限元模拟分析，得到了单箱三室箱梁在正对称荷载作用下的应力和变形结果。

研究发现，正对称荷载作用下，单箱三室箱梁中的应力主要集中在中央截面，呈现出明显的局部应力集中现象。

同时，箱梁中心位置的变形较大，而两侧的变形相对较小。

这些结果表明，单箱三室箱梁在正对称荷载下会出现局部畸变效应，即局部应力集中和变形增大。

通过力学理论分析，可以解释单箱三室箱梁在正对称荷载作用下的局部畸变效应。

在正对称荷载作用下，箱梁中的应力分布不均匀，导致局部应力集中。

同时，由于材料的非均匀性以及结构的几何形状，箱梁中心位置的变形较大。

等截面梯形箱梁畸变效应分析计算摘要:本文通过对箱梁畸变理论的学习，分析了畸变计算方法，提出了等截面梯形简支箱梁畸变效应的计算步骤，采用MATLAB实现了弹性地基梁比拟法的程序设计，并结合实例进行了计算。

关键词:箱梁畸变；MATLAB；荷载分解；1 引言随着城市现代化进一步加快，大量薄壁钢箱梁已经在城市立交以及轨道交通建设过程中被广泛采用，尤其在城市立交、跨线桥梁的建设过程中，考虑到桥梁下部道路通车需要以及桥墩布置合理性，此时抗弯刚度和抗扭刚度大，安装养护方便、轻巧美观的薄壁钢箱梁往往成为首选。

与混凝土箱梁结构类似，薄壁钢箱梁在竖向偏心荷载作用下，箱梁既产生弯曲又产生扭转，为了防止薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下产生伴随刚性约束扭转的畸变现象，在设计过程中，往往是在薄壁钢箱梁内部设置若干道横隔板来减小箱梁的畸变效应。

2 分析计算理论根据箱梁的受力特点，当箱梁在偏心荷载作用下，将产生对称弯曲、刚性扭转、畸变、横向弯曲四种最常见的受力状态，对于每种不同的受力状态，钢箱梁将产生不同的正应力以及剪应力，尤其是当薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下产生刚性扭转并伴随发生畸变效应时，由于箱梁矩形截面受扭变形，截面投影以无法保证为矩形截面，箱梁将产生畸变角γ、翘曲正应力σw 以及畸变剪应力τw。

由于薄壁钢箱梁在结构构件类型中属于薄壁杆件，通过大量设计研究以及工程实践，表明此类箱形薄壁杆件的畸变效应对箱梁的扭转变形的影响是无法忽略的，对于考虑畸变效应的薄壁钢梁，在对其进行分析时，目前常用的一种方法是荷载分解法，即将作用于箱梁顶面任意位置的竖向荷载分解为相对于箱梁中心线对称或者反对称的竖向荷载，如图所示。

其中畸变荷载为P1 、P2 、P3、P4。

在此基础上，做出以下几点假设条件：①忽略薄壁钢箱梁各板面的法向正应变；②忽略各板平面内的剪切应变；③板面内的翘曲正应变沿板的厚度方向分布为一常数值，并沿箱梁截面中线方向呈直线分布，由此根据最小势能原理建立畸变角γ(Z)畸变微分方程：EI11γ(2)+EIR= Vdb式中γ(Z) ——截面畸变角；EI11 ——箱梁抵畸变的翘曲刚度；EIR——箱梁抗畸变的框架刚度；Vd ——畸变荷载的垂直分量。

波纹钢腹板曲线箱梁畸变分析波纹钢腹板曲线箱梁具有自重轻、抗震性能好、腹板无裂缝、预应力利用效率高等优点，在城市立交、匝道逐步应用和推广[1-4]。

然而，波纹钢腹板由于纵向弹性模量较小，相比混凝土腹板箱梁更容易发生纵向翘曲变形和畸变翘曲应力，而且畸变正应力相比弯曲正应力达到不可忽略的比例[5-7]；其次曲线箱梁具有弯扭耦合特性，无论是在恒载还是偏载作用下，均产生畸变翘曲应力。

因此准确计算波纹钢腹板曲线箱梁在各荷载工况下的畸变正应力具有十分重要的意义。

文献[8]针对混凝土直线箱梁进行了畸变分析理论的研究，明确了畸变中心的定义，确定了畸变位移模式，剪力了考虑剪切效应的畸变分析理论，结果表明剪切变形对畸变翘曲应力和横向弯曲应力的影响较小。

文献[7]在考虑波纹钢腹板正交异性的特点的基础上，推导了波纹钢腹板直线组合箱梁畸变控制微分方程及求解方法。

文献[9]采用节点具有9个自由度的曲线箱梁单元，包括两个畸变自由度，通过有限元准确计算箱梁畸变正应力和横向弯曲正应力。

本文在薄壁曲线箱梁的基础上[10]，考虑波纹钢腹板正交应力以及曲线箱梁弯扭耦合特点，忽略剪切变形的影响，推导了波纹钢腹板曲线箱梁畸变控制微分方程，并采用弹性梁法进行求解。

1波纹钢腹板曲线箱梁畸变分析1.1基本假定波纹钢腹板曲线箱梁畸变分析时采用以下几个假定：（1）组成箱梁的各板元沿自身平面内满足平截面假定，可用初等梁理论计算弯曲应力。

（2）箱壁很薄可不考虑应力沿壁厚方向的变化，即认为翘曲正应力和翘曲剪应力沿壁厚均匀分布。

（3）忽略各板元平面的法向应变及各板元平面内的剪切变形。

1.2波纹钢腹板特性波形钢腹板示意图如图1所示，虽然曲线波形钢腹板平板段与斜板段之间的夹角α是变化的，但是由于波段长度l与曲线箱梁半径R相比很小，可以近简化为直线波形钢腹板进行研究。

波形钢腹板纵向弹性模量Ex与波高h、板厚t及波形钢腹板形状系数ζ有关，其纵向弹性模量表达式为（1）式中Es是钢材的弹性模量，由于h一般是t的几十倍以上，因此波形钢腹板的轴向弹性一般很小，可不考虑波形钢腹板在结构中的抗弯性能或者抗翘曲性能。

第六章箱梁分析∙主要优点：抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。

∙箱梁截面受力特性：箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）；箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。

∙箱梁对称挠曲时的弯曲应力：箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。

∙箱梁的自由扭转应力：箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力；单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。

∙箱梁的约束扭转应力：当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力；这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。

∙箱梁的畸变应力：当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力；用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。

∙箱梁剪力滞效应：翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象就是剪力滞效应；可应用变分法的最小势能原理求解。

第六章 箱梁分析一、主要优点箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。

在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。

其主要优点是：∙ 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性；∙ 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T 型刚构等桥型；∙ 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板；∙ 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果；∙ 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； ∙ 适合于修建曲线桥，具有较大适应性； ∙ 能很好适应布置管线等公共设施。