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负剪力滞效应的研究现状

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薄壁箱梁剪力滞效应分析综述

薄壁箱梁剪力滞效应分析综述

薄壁箱梁 具有 结 构 自重 轻 、 弯抗 扭 刚 度大 抗 等特征 ， 适合 在沿桥 方 向配置正 负预应 力筋 ， 并且
与悬臂 拼装 和悬 臂 浇 注 的 现 代 化 施 工 特 点 相 适
效应 ， 因此 须对悬 臂结 构 的剪 力滞 问题做 较 为详
细 的分析研 究 。 １ 剪 力 滞 效 应 影 响 因 素
负剪 力滞现 象应 予 以重 视 。 （ ）箱 梁受 剪力 滞 的 影 响 会 产 生 附加 弯矩 ， ４
实际挠 度要 比按 照初 等 梁 理 论 计 算 结 果 偏 大 ， 剪
力 滞 越 明显 ， 度 增 幅 也 越 大 。 挠 ２ 剪 力 滞 效 应 分 析
将翼 缘板 作 了平 面应 力 假 设 ， 管所 获 得 的最 大 尽
应力 与实 际应 力 相 接 近 ， 在 翼缘 板 的 自由端仍 但 存 在较 大 的误差 ， 且 不 同位 移模 式 的假 定对 计 并 算 结果具 有 一定 的影 响 ， 何 合理 地选 择 位移 模 如
式 还有待 进 一步 研 究 。 ２ １ ４ 数 值 分 析 法 ．．
２ １ 剪力 滞效 应分 析方 法 ．
应， 因此在桥 梁 结构 中得 到 广泛 应 用 。宽 箱形 截 面 梁在恒载 或对 称荷 载 的作 用下 挠 曲时 ， 由于翼 缘板 的剪切 变形致使 弯 曲应力 沿梁 宽度 的横桥 向 呈 现不均匀状 态 ， 为剪力 滞 现象ｎ ］ 称 。 。忽 略剪力
滞 的影响 ， 就会 低估 箱梁 结构 产生 的应力状 态 ， 造
赵 楠 ：薄壁 箱 梁 剪 力滞 效 应 分 析综 述
布影 响很大 ， 于 荷 载 作 用 于 板 中心 区域 时 出 现 对
ｄ为翼 缘板 宽度 的一半 ； 为上 下翼 缘 板 中面 至 ｈ 粱 中性轴 的距离 。 能量 变 分法 可 以 获得 闭合 解 ， 仅能 描 绘 出 不 任 意截面 剪力 滞 效 应 的 函数 图像 ， 而且 还 可 以定 性 地分析 每 种 不 同参 数 的影 响 情 况 。另 外 ， 法 该

钢箱梁剪力滞效应的研究与有限元分析

钢箱梁剪力滞效应的研究与有限元分析

态， 此现 象称 为剪 力滞 效应 。忽略剪 力滞 的影 响 ， 会低 估箱 梁 的实 际应 力 ， 造成结 构 的不 安全 ， 国内外 都 曾发
生 过 由此而 引起 的重 大事 故 。
与 过 去传 统 的 混凝 土 箱梁 相 比 ， 钢箱 梁 大大 减轻 了梁 体 的 自重 ， 其 在 纵 向弯 曲时 产 生 的 “ 力 滞后 ” 但 剪 （ｈａ ａ） 应 也相 对 比较严 重 。 ＳｅｒＬｓ效 目前 对钢箱 梁剪力滞 效 应 的相 关试验 研 究较 少 ， 因而对 钢 箱梁 的剪 滞效 应 特 性进 行深 入 的研究 是非 常 有必要 的 。为此 制作 了大 比例钢 箱 梁模 型 ， 其进 行加 载试 验 ， 对 以研 究 简支 钢箱
［ 收稿 日期】 ０ ８ ０ － １ ２ ０ － ４ ０ 【 作者简介】 衣龙泉（９ ７ ） 男 ， １７ － ， 山东栖霞人 ， 硕士研究生 。
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一 １●●●
ｉ
第３ 期
衣龙泉等： 钢箱梁剪力滞效应的研零 查 坌堑
梁高 ３ ０ｍ 顶 板 宽 度 １０ ０ｍｍ， 板 宽 ６ ０ｍ 顶板 采 用 ６ｍｍ厚 钢 板 ， ０ ｍ， ０ 底 ０ ｍ； 其余 采 用 ８ｍｍ 厚 钢 板 ， 件 的 试
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苏 州科 技 学 院学 报 （ 程技 术版 ） 工
第 ２ １卷
第 ３期
Ｊ ｏ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＳ ｚ ｏ ． ｆＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｕ ｈ ｕ ｙ
Ｖｏ ． １ １２
截面尺 寸如 图 ２所示 。
试验时， 在箱 梁 顶 面 、 面 和侧 面沿 纵横 向均 布置 了应 变 片 ， 了测试 跨 中 和靠 近支 座 截面 的剪滞 效应 ， 底 为

连续刚构桥悬臂施工阶段的预应力剪力滞效应分析

连续刚构桥悬臂施工阶段的预应力剪力滞效应分析

・ ９・ ３
图 ３ 悬 臂 浇 筑 梁 段不 总 图
箱粱采用三相预应力体 系， 向预应力筋钢束 纵 采用 Ａ Ｔ ４ ８ ａ 准 ，７ Ｓ ＭＡ １ ６— ７ 标 ２ ０级 高 强度 低 松 弛钢
绞线 ， 标准 强 度 Ｒ ＝１６ ＭＰ ， ８０ ａ 弹性模 量 Ｅ ＝１９ ．５
变化 规律 。
１ 剪力 滞
图 １ 正剪力滞效应 正应力 图
２ 桥 梁概 况
某 主桥为 三跨 （７ ＋ ５ ＋ ７ 预 应 力 混凝 ４ ｍ ７ ｍ ４ ｍ）
土单箱单 室变 截面 连续 刚构 桥 ， 梁截 面如 图 ２所 箱
对 于肋 距 较 大 的箱 梁 桥 ， 由于翼板 中剪力 滞后
本 文 以一座 主 桥 为 三跨 （ ７ ＋７ ｍ ＋４ ｍ） 续 刚 ４ｍ ５ ７ 连
构 桥 的悬臂 施工 过 程 为例 ， 算 分 析悬 臂 施 工 阶段 计
预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应， 研究该类桥在 整个悬 臂施 工过 程 中 ， 个 阶 段预 应 力荷 载 产生 的 每
箱粱剪 力滞 效 应 ， 及一 些 关键 截 面 剪力 滞 效应 的 以
４ ２ ｍ， ．５ 支点梁 高 为 ４ ２ 跨 中 梁 高 ２ Ｏ 箱 梁底 ． ｍ， ． ｍ，
缘 曲线 按 １ ５次 抛 物 线 变 化 ， 板 变 厚 度 ５ ｅ 一 ． 腹 ０ｒ ａ
４ ｃ 底板 变 厚 度 ５ ｅ 支 点 ）～３ ｃ 跨 中 ） 仅 ０ ｍ， ０ ｍ（ ０ ｍ（ ，
性， 引起 箱 梁截 面应 力 横 向分 布 不 均匀 的现象 称 为 “ 力滞 效 应 ” “ 力滞 效应 ” “ 剪 力滞 效应 ” 剪 ，剪 有 正 与“ 负剪 力滞 效应 ” 分 ， 之 在翼 板 与肋 板交 界 处正 应 力较大 而 随离肋 板距 离 的加 大 而正应力 减小 的现象 为“ 剪力 滞 ” 在 翼 板 与肋 板 交 界处 正 应 力 较 小 ， 正 ；

框筒结构的剪力滞后效应研究

框筒结构的剪力滞后效应研究

框筒结构的剪力滞后效应研究框筒结构是指在建筑外周布置密柱深梁形成的三维筒体结构体系，它可以充分发挥结构的空间作用，抗侧与抗扭刚度均较大，早期被广泛应用于超高层建筑中，如83层的标准石油大厦（Standard Oil）。

框筒的概念最早由SOM的法兹勒·凯恩（Fazlur Khan）提出，并被应用于芝加哥43层的切斯纳特公寓大楼中。

通过在建筑物周边设置柱间距较小（3~5m），且裙梁高度较大（1~1.5m）的框架，使得在水平力作用下除了腹板框架可以承担部分的抗倾覆力矩外，翼缘框架由于筒的空间作用也可以承担部分倾覆力矩。

因此，与普通框架相比，框筒结构的抗侧和抗扭刚度要大得多。

但水平荷载作用下框筒结构的截面变形不再符合初等梁理论的平截面假定，腹板框架和翼缘框架的正应力不再呈直线分布而是呈曲线分布，即出现了如图1所示的剪力滞后效应。

一般来说，框筒结构底部会出现如图1a）所示的“正剪力滞后”现象，而随着楼层高度的增加，剪力滞后效应会逐渐减弱，最后到结构顶部则会出现如图1b）所示的“负剪力滞后”现象。

为了定量地区分正、负剪力滞后现象，文献[2]定义剪力滞后系数λ为考虑剪力滞后效应的柱轴压应力σ1（图1中的阴影）与按平截面假定求得的柱轴压应力σ0（图1中虚线）的比值，即λ=σ1/σ0。

当λ＜1时，为正剪力滞后；当λ＞1时，为负剪力滞后。

在框筒结构中，λ愈接近1，说明剪力滞后效应愈小，框筒的空间作用愈强。

图1 框筒结构中的剪力滞后效应影响框筒结构剪力滞后现象的因素有很多，主要包括柱距与裙梁高度（裙梁的抗弯刚度）、角柱与中柱的面积比、结构高宽比、框筒结构的平面形状、长宽比、内外筒刚度比、轴压比等。

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）（以下简称《高规》）已经对平面形状、长宽比、洞口面积、裙梁线刚度等做出了规定，故本文不作重点研究。

值得一提的是，《高规》要求角柱截面面积取中柱截面面积的1~2倍，然而对此不同的学者有不同的看法和结论。

箱形梁的剪力滞效应分析

箱形梁的剪力滞效应分析

箱形梁的剪力滞效应分析摘要: 针对某100m+192m+100m预应力混凝土连续刚构桥的箱梁受力特征，以现有的剪力滞效应理论为基础，并利用三维通用有限元分析软件ANSYS，建立本桥在运营阶段的三维有限元实体模型，分析了该桥在恒载、恒载与预应力荷载组合下的箱梁顶底板的应力分布情况，同时根据相关公式计算了各截面的剪力滞系数。

关键词：箱梁有限元实体模型剪力滞系数0引言箱梁剪力滞效应是指在箱形梁中,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,随着离开肋板的距离增加而逐渐减小,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之纵向位移滞后于近肋板的翼板之纵向位移,因此弯曲应力的横向分布呈曲线形状,这种弯曲应力分布不均匀的现象,称作剪力滞效应。

剪力滞效应常用剪力滞系数λ来衡量,λ的经典定义为:当λ值大于1时称为正剪力滞效应:而当λ值小于1时称为负剪力滞效应混凝土箱梁桥虽然是空间结构，但通常按平面梁单元进行简化分析，这种计算能够把握桥梁结构纵向抗弯、抗剪的主要规律，在一般情况下，能够较好地保证结构的安全度。

然而，在大跨度、宽箱体及曲线梁桥中，结构的空间效应比较显著，难以通过平面计算解决，在这些情况下，考虑箱梁桥的空间弯曲、剪滞、扭转、畸变等效应就显得十分重要。

为考虑箱梁在偏载作用下的扭转、畸变等效应，在工程设计中，经常引入偏载增大系数用以修正按平面杆系计算的截面应力值。

有关箱梁剪力滞的相关成果已纳入规范标准之中，例如德国工业规范（DIN1075）、美国公路桥梁设计规范（(AASHTO—LRFD)、中国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）、中国《高速铁路设计规范》（试行）（TB 10621-2009）。

笔者通过对某特大桥进行空间有限元分析，讨论该桥在不同荷载下的剪力滞效应，为今后的桥梁设计提供一定的参考。

高等桥梁结构理论--剪力滞后

高等桥梁结构理论--剪力滞后
U ( x) 剪滞效应引起的附加纵向位移
(x)--截面转角
在这里的ห้องสมุดไป่ตู้导中，放弃了直法线假定，采用了截面转角这样的广 义位移。
为建立分析方程，引入以下四条假定： （1） T形梁在竖向荷载作用下，截面中和轴仍位于初等梁理论计算 的位置；
（2） 翼缘板纵向位移 u( x, y ) 沿宽度方向按三次抛物线变化（作此 假设的前提一般是根据过去的试验和经验，通过理论分析与实际比较 相符）
1 x2 3 9 9G 2 2 2 E I f [( ) U (U ) U ]dx 2 x 1 2 2 14 5Eb
I
f
2tb h 2
1
将外荷载势能、腹板应变能和翼板应变能合并，得结构的总势能
I I f Iw
3.4.5 基本微分方程的建立 写出了结构的总势能后，利用最小势能原理就可以建立利用变分法计 算结构剪力滞的基本微分方程。 根据变分法则，对包含三个广义位移的能量泛函式Π 求一阶变分，再
根据虎克定律，引入应力应变关系
根据材料力学，上翼缘等效板中的剪力可表示为
由此我们得到了剪力与剪切变形的关系，对两边取导数，于是对q1有
一般式为
将上式两边各微分一次，并将各杆的平衡方程代入，可以得到
式中各参数符号代表的意义如下
q1(x)、q2(x)：两块板中的待定剪力流； q0(x) ：腹板顶面上那根杆的已知剪力流函数； 建立了上面的方程组以后，通过求解方程组，就能计算出各板 上的剪力。 在求解方程组之前，我们需要先研究对应于各种实际状态的边 界条件。
1 2 dydx 1 2tE 2 [ (1 2 tE xu x 1 0 x 1 0 h 1 2 2
x2 b x2 b x2 b 2 x1 1 0

箱梁剪力滞效应分析

箱梁剪力滞效应分析
[收稿日期 ]2007 - 10 - 10 [作者简介 ]何文娟 ,女 ,四川彭州人 ,硕士 ,研卷 5 期 2 00 8 11 0
· 工 程 结 构 ·
(4) 能量变分 法 :利 用最小势能 原理导出 梁的挠曲 线微 分方程式 ,能成功地用能量原理 解决 了集中荷 载及均布 荷载 作用下简支梁和悬臂箱梁的剪力滞问题 。
· 工 程 结 构 ·
箱梁剪力滞效应分析
何文娟 1 ,方 鹏 2
(11西南交通大学 土木工程学院 ,四川成都 610031; 21二滩水电开发有限责任公司 ,四川成都 610021)
【摘 要 】 介绍了 5种剪力滞效应理论 。根 据一座 主桥为 三跨连续 刚构桥 ,选 取其最 大悬臂 段进行 讨 论分析 ,研究该 桥在 整个 悬臂施工过程中 ,每个施工阶段预应力荷载产 生的 箱梁剪力滞效应 ,以及剪力滞效 应 在沿桥跨的变化规律 。 【关键词 】 箱梁 ; 剪力滞效应 ; ANSYS1010; 连续刚构
(5)数值分析法 :这种方法主要是有限元法 、有限条 法及 有限段法 。
数值分析法可以解决各种力学问题 ,随着 计算机技 术的 飞速发展 ,数值分析法 在剪 力滞分析中占有 重要地位 。有限 元法又是解决各种复杂 工程 问题 的一种 行之 有效的 数值 分 析法 。本文主要采用有限元法进行分析研究 。 3 工程概述 本文取襄渝线 上某 大桥为 研究 对象 。该 大桥桥 跨布 置 为 1 ×24 m 简支梁 + ( 100 + 192 + 100) m 预应 力混凝土 连续 刚构 + 3 ×32 m 简支梁 + 2 ×24 m 简支梁 。本 文选取该 桥连 续刚构中最大悬臂段 进行分析 讨论 (图 3、图 4) 。该 桥箱 梁 采用单箱单 室 直腹 板 式截 面 ,箱梁 顶 板 宽 1112 m ,底 板 宽 912 m ,顶板厚 62 cm , 底板 厚 51 ～120 cm , 腹 板厚 60～120 cm,梁 高 712～1315 m ,变高 梁端 梁底 曲线 为二 次抛 物线 曲 线 , y = 712 + x2 /1041143。梁体圬工采用 C55混凝土 ,纵 向预 应力体系采用高强 度低 松弛钢 绞线 ,抗 拉强 度标 准值 fptk = 1 960 MPa。纵向预应力钢 束均采 用 19 - 1512 钢绞线 ,采 用 OVM ZK15A - 19锚具 ;全 部采 用两端 张拉 ,张 拉千斤 顶采 用 YCW 400B。纵向钢 束管 道采 用塑料波纹管成孔 ,采用真 空辅 助灌浆技术 ,波纹管内 径 100mm ,外径 106mm;若管道与普通 钢筋相干扰 ,应优先保 证管道 位置 。顶板 横向预 应力采 用 4 - 1512高 强度 低 松 弛 钢 绞 线 , 抗 拉 强 度 标 准 值 fptk = 1860 M Pa,技术标准应符合《GB5224》,采用扁形金属波 纹管成孔 , 管内尺寸为宽 70 mm ,高 19 mm;采 用单端张 拉 ,用 OVBM 15 - 4扁形 锚具锚 固 。梁 体腹 板中 的竖 向预 应力 筋采 用直 径 32mm PSB830螺纹钢筋 ,内径 45 mm 金属波纹管成孔 , YC60A 千斤顶张拉 , JLM - 32型锚 具锚 固 ,在腹 板中 双排 布置 。梁 体采用悬臂灌注法施工 。

箱梁的剪力滞效应研究综述

箱梁的剪力滞效应研究综述
科 技信 息
。建筑与工程ｏ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ ＯＧ Ｏ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＹＩ Ｒ ＴＯＮ ＮＦ
２１ ０ ０年
第 ２ 期 ３
箱梁的剪力滞效应研究综述
胡 欣 （ 汉交 通职 业学 院 湖北 武汉 武
【 摘
４０ ６ ３ ０ ５）
要】 本文介绍 国内外研究 箱梁剪力滞效应的方 法原理 和研 究成果 ， 比较其适 用性和优 缺点 ， 为今后 开展 箱梁剪力滞效应研究提供 了
衡 条 件 和 变 形 协 调 条 件 建 立 一 组 微 分 方 程 。 一 般 情 况 下 ． 带 悬 臂 翼 ２ 箱 梁 剪 力滞 效 应 研 究 的 展 望 不 板 的单 室 矩 形 箱 梁 取 ５根 杆 来 计 算 ． 精 度足 可 。 １ ９ 其 ９０年 ， 士 铎 教 张 综 上所 述 。 内外 学 者 研 究 薄 壁 箱 梁 剪 力 滞 问题 所 提 出 的 理 论 和 国 授 等 人 将 三 杆 比拟 法 用 在 求 解 变 截 面 连 续 箱 梁 中 去 。比拟 杆 法 不 仅 解 方 法 各 有 特 点 ， 也 都 受 到 一 定 的 限制 ， 存 在 着 一 些 共 同 的 问 题 。 但 并 笔 决 了 受 弯 构 件 的 剪 力滞 问 题 ， 还解 决 了 受 轴 向 力 作 用 构 件 的 剪 力 滞 问 者对 今 后 薄壁 箱 梁剪 力 滞 研 究 方 向提 出几 点 建 议 。 题 ， 于 在 压 、 荷 载 共 同作 用 下 加 劲 梁 的 剪 力 滞 问 题 可 用 叠 加 法 求 至 弯 ２１ 研 究 理 论 目前 剪 力 滞 的研 究 理 论 基 本 停 留在 传 统 的 弹 性 力 学 ． 得。 方法上 ， 已不 能适 应 复杂 结 构 分 析 的要 求 。 为半 解 析 法 的 有 限 段 法 ． 作 １３ 弹 性 理 论 解 法 弹性 理 论 的 解 法 是 建 立 在 经 典 弹 性 理 论 基 础 之 ． 尽 管 能将 二 维 位 移 场 按 一 维 离 散 ， 而 降 低 离 散 的 自由 度 ， 降低 了 从 亦 上 的 ， 括 正 交 异性 板 法 、 包 折板 理 论 和 板 壳理 论 等 。 待 求 方 程 组 的 阶数 。但 由于 有 限段 法 是 沿 着 横 断 面 中线 的方 向离 散 ． 瑞斯 纳 ｆ．ｅｓｎｅ） 上 下 板 为 波 纹状 的 悬 臂 矩 形 箱 梁 截 面 的 剪 ＥＲ ｉ ｅｒ ｓ 把 按 一 般 的有 限 单 元 技 术 ， 段 单 元 间的 搭 接 处 理 造 成 困 难 。 此 ， 改 梁 因 需 力 滞 问 题 比拟 成 一 正 交 异 性板 进 行 了 分 析 与 研 究 ， 作 了 近似 简 化 处 进 有 限 段 法 的 单 元 模 型 ． 用 广 义 协 调 法 、 糊 广 义 参 数 法 及 样 条 函 并 利 模 理 。 马尔 可 ｆ ｌｏｉ 等 人 进 一 步 用 此 法 分 析 了加 劲 箱 梁 的 剪 力 滞 效 Ｍａｃｌ） ｎ 数 法 等 理 论 完 善 剪 力 滞 的单 元 模 型 ． 以提 高 计 算 精 度 。 应 。 正 交 异 性板 法 所考 虑 的是 整个 箱 梁 ， 施 加 的 荷 载 要 用 傅 立 叶 级 所 桥 梁 结 构 大 部 分 采 用 钢 筋 混 凝 土 作 为 主 要 材 料 ， 际上 钢 筋混 凝 实 数表达 ， 因而 比较 繁 琐 ， 应 用 上 也 受 到一 定 限 制 。 弹 性 折 板 理 论 由 在 土 受 力 时 呈 现 出 弹塑 性 状 态 ， 所 谓 的 非 线 性 。 目前 剪 力 滞 研 究 仅 停 即 Ｇ ｌ．ｅｇ和 Ｌｖ ｏｄＢ ｒ ｅｅ提 出 ． 定板 平 面 内 与 平 面 外 的 性 能 是 完 全 独 立 的 ， 假 留在 弹 性 范 围 ． 于 材 料 非 线 性 方 面 几 乎 还 未 涉 及 到 ， 展 材 料 非 线 至 开 板 端 在平 面 外位 移 和转 角 以及 平 面 内横 向位 移 都 是 受 到 约 束 的 ， 对 但 性剪力滞理论研究是有必要 的。 翘 曲 则 为 自由 。．．ｉｓｎ和 Ｍ． Ｈｉ ａ ｌ ９ ６年 提 出 了 用 板 壳 理 论 Ｊ Ｇｂｏ Ｅ Ｈ． ｔ ｎｔ １７ ｗ ｙ ２２ 荷 载 形 式 目前 剪 力 滞 理 论 研 究 的 荷 载 形 式 基 本 上 停 留在 静 载 ． 分 析 箱梁 的 剪力 滞 效应 。 们 认 为各 种截 面 形状 的 箱 梁 都 可看 作 是 板 他 范 围的 竖 向集 中荷 载 和 分 布 荷 载 。 际 上 大 跨 径 桥 梁 大 多 数 采 用 预 应 实 单 元 和 筒 壳 单 元 的组 合 体 ， 因而 ， 引 用 板 的 理 论 和 筒 壳 理 论 加 以处 力 混 凝 土 结 构 或 斜 拉 桥 等 压 弯 体 系 ， 们 都 处 于 轴 向和 横 向荷 载共 同 可 它 理 ， 种 理 论 的前 提 对 板 厚 要 求 相 同 。 这 作用下的受力状态 。 因此 ， 进 一 步 研 究 压 弯 薄 壁 结 构 的 剪 力滞 问题 ， 需 国 内 的 宋启 根 教 授 曾用 弹 性 平 面 应 力 理 论 求 解 了 Ｔ形 、 形 和 箱 Ｉ 尤 其 要 探 索 考 虑 剪 力 滞 的 二 阶 稳 定 理 论 。 外 有 关 动 荷 载 的 剪 力滞 研 另 形 粱 在压 、 荷 载共 同作 用 下 ， 用 于 简 支 、 臂 、 续 梁 的 简 化 公 式 。 弯 适 悬 连 究几无涉及 ． 待进一步开展。 有 蔡 松 柏 、 存 权 等 在 利 用 程 翔 云 教 授 研 究 成 果 的 基 础 上 ， 出 了对 称 ２３ 结 构 形 式 当前 剪 力 滞 研 究 的 结 构 形 式 大 多 数 局 限 于 简 支 梁 、 李 导 ． 挠 曲荷 载 作 用 下 简 支 箱 梁 的剪 力 滞 公 式 的精 确 解 ｌ ｌ ｌ 。 悬 臂 梁 ， 对 于 变 高 度 连 续 梁 、 平 曲 线 连 续 梁 、 拉 桥 和 吊桥 等 研 究 而 水 斜 １ 数 值 分析 法 数 值 分 析 法 主要 是 指 有 限 元 法 、有 限 条 法 及 有 限 ． ４ 得 较 少 。 开 展 大 跨 径 桥 梁 的 剪 力 滞 研 究 ， 当 前 工 程 设 计 部 门亟 待 解 是

剪力滞后效应知识科普

剪力滞后效应知识科普

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.。

薄壁箱梁的剪力滞效应研究——以能量变分法为视角

薄壁箱梁的剪力滞效应研究——以能量变分法为视角
— —
— —
而大于板肋交接处 的弯 曲法 向应力 ，此现象破坏 了翼缘有效 宽 度概念 ，这种负剪力滞效应更应值得工程 界普 遍关 注。因此 ， 研究 薄壁箱梁 的剪力滞效应实乃必要 。 ２ 能量变分法计算薄壁宽箱梁 的剪力滞效应 能量变分法是从假定箱梁翼板 的纵 向位移模式 出发 ，以梁
文章编号 ：１ ６ ７ １ － ３ ３ ６ ２（ ２ ０ １ ３）Ｏ 卜０ １ ４ ３ — ０ ２
的竖 向位移和描述翼板剪力滞的纵 向位移差的广义位移函数 为 １问题的提 出 近些年来 ，随着我 国基础建设步伐 的加快 和投 入力 度的增 未知数 ，依据最小势能原理建立控制微分方程 ，从而获得应力 加， 桥梁建设取得 了长足的发展 ， 许多新型结构频繁运用其 中。 和挠度的闭合解 。 由于薄壁箱形梁 的优点突 出，它成为 了桥梁结构 中最 常使用 的
＋ ＋
—
固端肋处 固端板 中心 Ｌ ／ ４ 肋 处
Ｌ ／ ４ 板中 心
： 霎
—
＿ ÷ 一Ｌ ／ ４ 板 中心 Ｌ ／ ２ 肋 处
一
Ｌ ／ ２ 肋处
＋ Ｌ ／ ２ 板 中心 ．
基
＋
Ｌ ／ ２ 板 中心
１ ０
ｌ ２
ｌ ４
１ ６
ｌ ８
２ Ｏ
顶板 宽度 （ ｍ ）
ａ ） 立面图
ｂ ） 横 断面图 图 ２ 箱梁构造图
Ｃ０Ｍ 豫【 ， Ｃ 刀ＤⅣ 』 ｌ 纪 三 豫 Ｃ 兀 １ ４ ３
Ｃ Ｈｆ
中 国建筑 金属 结构 第 壹期 （ 下 ） 贰零 壹叁 年壹 月
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箱梁的剪力滞效应分析

箱梁的剪力滞效应分析

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。

箱梁剪力滞效应分析

箱梁剪力滞效应分析
➢数值仿真分析：有限元法、有限条法、有限差分法、有限段法等
剪力滞效应研究方法---数值仿真分析
有限元法：将连续的求解区域离散为一组有限个而且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体,
从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。有限元法是解决各种复杂工程问题的一 个行之有效的方法,对于箱梁这样的空间薄壁结构,用有限元法能获得全面而又较精确的应力分布图像。
2.1 假定广义位移
宽箱梁在对称挠曲时，因翼板不能符合简单梁平面假定，用一个广义 位移即梁的挠度来描述箱梁的挠曲变形已经不够。
在应用最小势能原理分析箱梁的挠曲时，引入两个广义位移，即梁
的竖向挠度 ( x ) 与纵向位移 u(x, y)，且假定翼板内的纵向位移沿横向
按三次抛物线分布，得：
=(x)
u(x,y)hi ddw x1by33u(x)
性折板理论等，以弹性理论为基础的经典的解析方法,是解决简单力学模型的有效方法,往往能获得较精确的解答。但分析 过程繁琐复杂,只能解决很少一部分工程问题,多数局限于等截面简支梁的研究。已经很难满足实际复杂工程结构以及复杂 边界条件下箱梁剪力滞效应的分析要求,在工程实际问题中的运用受到很大的制约。
➢能量变分法：由Reissner提出,其基本思想是以梁的竖向位移和描述剪力滞效应的剪切转角最大差值作为未知数,
有限段法：是一维的有限元法,它是在求解域的某一方向采取分段离散,将三维空间问题简化为一
维问题,大大降低离散自由度。用此法分析剪力滞效应,能够取得较为满意的结果。结合能量方法的有限段 法已成功应用于变截面箱梁、筒中筒等结构。
2 变分法求解剪力滞效应
求解思路： 1. 假定广义位移：
由于宽箱梁在对称挠曲时，翼板不能符合简单梁平 面假定，故引入两个广义位移，即梁的竖向挠度w(x) 与纵向位移u(x,y)函数；假定翼板内的纵向位移沿横 向按三次抛物线分布。 2. 应用最小势能原理变分求广义位移函数：梁腹板应 变能扔按简单梁理论计算，梁上、下翼板按板的受 力状态计算应变能，并认为板的竖向纤维无挤压。 3. 求出截面纵向位移函数，求正应力。

第三章箱梁的剪力滞效应剖析

第三章箱梁的剪力滞效应剖析

或a，取Min。
L，简支梁跨度的 1
3
3
12t b0 2c,b为腹板宽，c为承托长度，
t为翼缘板厚，
a为相邻两梁轴线间的距离。
33
美国：
德国
英国
16t
b0
,或
L 4
12t
b0
,或
L 2
12t
b0
,或
L 3
34
上述规定适合于简支梁，对连续梁宜采用 BS5400规范相关规定。
（3）讨论
➢ 采用杆系单元建模的结构整体分析时，截 面几何特征计算是否要考虑有效宽度问 题？。
3y2 b3
hu
u
xb
ub (x, y) x
hb "1
y3 b3
u'
b
ub x,
y
y
3y2 b3
hb
u
9
Vsu
Vsb
1 2
Is
E
[(w)2
3 2
wu
9 14
(u)2
]
9Gu2 5b2
dx
式中: Is=Isu+Isb ,为上下翼板对截面形心轴 的惯性矩。
10
梁腹板部分应变能为：
6
dw y3
u(x,
y)
hi
dx
1
b3
u( x) 7
3.2.2 结构势能
式中：
V W
V ——体系的应变能；
W ——外力势能。
外力势能：
d 2
W M (x) dx2 dx
体系应变能：
为梁腹板部分与上、下翼板部分的应变能之和。
梁腹板部分仍采用简单梁理论计算其弯曲应变能，对

箱梁剪力滞效应求解与应用

箱梁剪力滞效应求解与应用

箱梁剪力滞效应求解和应用摘要:剪力流在横向传递过程中有滞后的现象，称为剪力滞效应。

剪力滞效应带来的应力分布不均匀，应力集中效应，应给予足够的重视。

本文主要通过介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法 , 通过对一具体例题的有限元求解 , 详细阐述了剪力滞现象的存在。

剪力滞后现象使翼缘有效分布宽度的确定成为正截面承载力计算的关键 , 结合现行规范 , 对考虑箱梁有效宽度后的应力计算结果和有限元求解结果进行了对比。

关键词 :薄壁 ;箱梁 ;剪力滞 ;有效宽度 ;应力随着箱形梁桥向长悬臂板、大肋间距的简洁型单箱单室截面方向发展，其剪力滞效应日益受到人们关注。

然而, 梁弯曲初等理论的基本假定是变形的平截面假定, 它不考虑剪切变形对纵向位移的影响, 因此不再适用于扁平的薄壁箱梁。

目前, 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。

箱形梁的受力是一个复杂结构空间分析问题，对箱形梁进行受力分析时，往往采用一些假定和近似处理方法，将作用于箱形梁上的偏心荷载分解成对称荷载和反对称荷载对称荷载作用时，按梁的弯曲理论求解；反对称荷载作用时，按薄壁杆件扭转理论分析，按叠加原理将计算结果叠加而得。

箱形梁在偏心荷载作用下将产生纵向弯矩、扭转、畸变及横向挠曲四种基本状变形态。

1 / 141箱梁剪力滞及其求解方法1.1剪力滞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”。

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

与剪力滞的关系方面 ， 而对波纹钢腹板体外预应力组 合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱 梁的应力 比较 分析较少． 本文通过建立波纹钢腹板体外预应力组合
箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁 的有限元模型 ， 研究两种模型在相同荷载作用下剪力滞 的区别．
图 １ 波纹钢腹板组合箱梁 示意
中
＝ 零 橐 墅 龆
作者 简介 ：马燕敏 （ １ ９ ８ ６ 一） ，女 ，山东乐 陵人 ，天津城 建大学硕士生
・
２７ ４・
津城市建设学院学报 ２ ０ １ ３ 年 第１ ９ 卷 第４ 期
钢 筋 以端横 隔板 、 转 向块 为界 ，转 向块之 间作 为一 个
力； 为按照初等梁理论求得的梁横截面正应力． 采 取翼 板 正 应 力 图形 下 的 面积 除 以翼 板 的 宽度 的方法 ， 得到一个相似于按初等梁理论求得的应力平 均值 ｌ ４ Ｊ ． 设腹板与翼板交界处 的剪力滞系数为 ，当 ＞ｌ时称为正剪力滞效应 ，当 ＜ｌ时称为负剪力
（ ｂ） Ｉ —Ｉ剖面
图 ３ 模型尺寸示意
作用在肋板处和集 中荷载作用在翼板 中心处．
３ ． １ 集 中荷 载对 称作 用在 肋板 处 集 中力对 称 作用 在肋 板 处 的作用 位 置如 图 ５所 示 ．选取 跨 中作 为两种 箱梁 模 型研究 剪力 滞 的位 置 ， 两 种箱 梁 跨 中顶 、底 板 剪 力 滞 系数 横 向分 布 如 图 ６
滞效 应 ． 剪 力滞 系数 既可描 述箱 梁横 截 面上纵 向应 力
单元不再细化 ， 采用降温法施加体外预应力．有限元 模 型见 图 ４ ．
分布的不均匀状况 ， 也可反 映工程应用中所关心的某 点应 力情 况．
２ 分析模型的建立

箱梁剪力滞效应理论分析与研究

箱梁剪力滞效应理论分析与研究
式中q(0,z)为积分常数。 假设外荷载作用点穿过箱梁的中心O,可以求得横截面上
任意一点沿Z轴方向的正应力①为：
收稿日期：2019-06-12 ；修改日期：2019-07-10 基金项目：国家自然科学青年基金项目资助(项目编号:51708433). 作者简介:胡龙泳(1994-),男，河南信阳人，硕士研究生在读；
1理论分析
1.1剪力滞的作用机制 假设箱梁单元面积为dsXdz,厚度为£，横向单位长度的
剪力即为： q = Tt
式中:q为剪力流"为剪应力。根据力平衡方程知z轴方向力 的代数和为0,得到：
(% + ^dz^Z )— (Jztds + (q 祭ds 一 qdz = 0
上式即为：
将式(1)积分得到横截面上点的剪力流公式q(s,z): q(s,z) =—字加+q(0,z) J 0 dz
胡龙泳，等:箱梁剪力滞效应理论分析与研究
I研 究 与 探 索I
YANJIUYUTANSUO
箱梁剪力滞效应理论分析与研究
胡龙泳李耘宇1，李之达1，彭龙帆1，严琼建2
(1.武汉理工大学，湖北武汉430063；2.湖北交投智能检测股份有限公司，湖北武汉430050)
摘要:针对桥梁设计中存在剪力滞效应的问题,以单箱单室的箱梁截面形式，采用有限元分析的方法，研究了不同跨宽比和宽
在大型桥梁设计中，我国设计者通常采用模型试验或者 有限元分析来模拟剪力滞效应的作用，以此来考虑剪力滞效 应的影响。而对于桥梁跨径不超过100m的箱梁桥,在支座 截面腹板上方的正应力设计值是按照初等梁理论计算值的 1.05倍，这个数值已经超过了箱梁抵抗外力的安全范围，这 是因为剪力滞效应的存在使得箱梁横向受力不均匀。基于 箱梁的广泛应用,在桥梁设计时考虑剪力滞效应是很有必要 的。建立一套方便计算、精确度高，同时又能保证工程结构 安全运行的计算方法对于桥梁施工来说具有重大的理论价 值和实用意义。

T形截面短肢剪力墙剪滞效应及其影响(精)

T形截面短肢剪力墙剪滞效应及其影响(精)
37 , No . 10 , 2007 38 Industrial Construction Vol.
解的对比 。 进而提出了对称截面 T 形短肢剪力墙刚 度及强度计算的一些建议 , 为短肢剪力墙的研究提 供了参考 。 1 剪力滞效应的变分推导 1. 1 短肢剪力墙截面位移模式 假定梁的纵向位移为 : u( z , x )= h 1 x dw + 1- 3 ζ ( z) dz b
1 -均布荷载 l ( 2b ) = 2; 2 -倒三角形荷载 l ( 2b ) =2; 3 -均布荷载 l ( 2b ) =5 ; 4 -倒三角形荷载 l ( 2b ) = 5 图 5 荷载形式对剪力滞系数的影响 Fig . 5 The impact of load mode on shear -lag coefficient
∫
2
∫
2
2
dz +
1 I · 2 s
＊ 国家自然科学基金资助项目( 10572107 ) 。 第一作者 : 张守军 男 1973 年 12 月出生 博士研究生
E - mail : zhangshoujin139 @126 . com
收稿日期 : 2007 -03 -12
工业建筑 2007 年第 37 卷第 10 期
pz pz 2 2 k 2k l
2 3 7 nl y 3 Is λ= 1-2 2 1- 3 · 4 I k z ( -3 l +z ) b
2
( 7)
∫
cosh kz + tanh kl - kl sinh kz +1 + z 2cosh kl l ( 8) 2 剪力滞效应分布规律及其影响分析 2. 1 T 形短肢剪力墙翼缘板正应力分布规律 短肢剪力墙是底端固接的构件 , 在侧向荷载作 用下 , 沿长度方向剪力滞系数是不同的 。 在腹板附 近翼缘板内 , 剪力滞系数沿构件从下向上逐渐减小 , 在构件底部呈正的剪力滞 , 中部剪力滞系数接近于 1 , 而在构件端部会产生负的剪力滞 。 图 2 为有限元模拟的 T 形截面短肢剪力墙在侧 向均布荷载作用下的竖向正应力分布图 。 由图可以 看出 , 仅在构件下部翼缘板内 , 中间的正应力大于边 缘的正应力 , 呈正的剪力滞现象 。 在构件中 、上部 , 翼缘板中间的正应力小于边缘的正应力 , 呈负的剪 力滞现象 。 构件长度越大 , 高厚比越小 , 正剪力滞区 段所占长度的比例越小 , 负剪力滞现象越严重 。

简支薄壁箱梁剪力滞后效应探讨

简支薄壁箱梁剪力滞后效应探讨

~
C2 2 EI
） ， 则式 （ 变为： 14 ） （ 16 ）
! S =
I ~（ ） =~
（ ） ）w +a2 （ S EI ） ） ~（ ~a2 （ =~a1 （ ） S S 自然边界条件为： （ ） +a1 （ ） =0 S 剪滞翘曲位移的通解为： （ ） （ （ a ） a ） = ASh + Bch + S 横截面上的正应力为：
〔 2〕 梁桥的失效或破坏 ， 所以， 箱梁 （特别是跨宽比值较
一方面由于截面在 Z 轴方 1 所示的单室薄壁箱梁， 向对 称， 所以上下翼板的剪滞翘曲位移对称于 Z 轴， 根据文献 ［ ， 可采用余弦级数的首项来描述由 3］ 剪力滞后效应引起的纵轴向翘曲位移沿横向的分 这样， 由 布； 另一方面由于截面在 3 轴方向不对称， 翼板的剪滞翘曲位移引起的翘曲正应力构成的轴力 不能自平衡， 因此， 应全截面叠加一均匀的轴向位 移， 使整个截面由翘曲位移产生的正应力构成的轴 力自平衡； 再者， 因上、 下各翼板离中和轴的距离不 同， 其剪滞翘曲位移的幅值也各异。 所以， 对横截面为图1 所示的单室薄壁箱梁， 其 剪滞翘曲位移模式可设为：
赵
川， 等： 简支薄壁箱梁剪力滞后效应探讨
简支薄壁箱梁剪力滞后效应探讨 !
赵
摘 要
川
周亦唐
缪
日 升
葛晓旭
昆明 650051 ）
（昆明理工大学 工程抗震研究所
对工程实践中广为采用的单室薄壁箱梁竖向弯曲时由剪力滞后效应引起的纵向翘曲位移的函数形式进
行了探讨， 导出了均布荷载作用下剪滞系数的解析表达式； 通过对不同跨宽比值、 不同翼板宽度的简支单室钢箱梁 桥的剪力滞后效应进行计算分析， 研究发现， 内外翼板宽度越悬殊， 剪力滞后效应越显著； 另外， 跨宽比值小于 3 时 箱梁的剪力滞后现象已经相当严重。 关键词 单室箱梁 剪力滞后 翘曲位移 变分法
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负剪力滞效应的研究现状
摘要:本文从物理方面解释了箱梁负剪力滞效应产生的原因及其影响，对国内外有关负剪力滞效应研究现状进行了综述，最后指出该问题的主要研究方向以及亟待解决的问题。

关键词：箱梁负剪力滞变分法
箱梁在纵向弯曲时，翼缘板上传递的剪力流大小不同，由于板中的剪切变形致使应力发生不均匀变化，导致其正应力呈曲线分布，这种现象被称为“剪力滞效应”，根据其经典定义，如果翼板处正应力大于按初等梁理论计算得到的值，称之为“正剪力滞”；反之则称“负剪力滞”。

1 负剪力滞效应的产生及影响
国内外对负剪力滞的产生有三种理论解释。

(1)产生剪力滞效应主要归结于附加弯矩与外弯矩是否具有相同方向，如果同向则为正剪力滞效应，反之则为负剪力滞。

(2)剪力流是产生负剪力滞的关键。

不变的剪力流产生“正剪力滞”效应，变剪力流形成“负剪力滞”效应。

文献[1]还强调“负剪力滞”的大小还取决于变剪力流变化的梯度急缓程度。

(3)文献[2]特别阐明了产生“负剪力滞”效应的另一种原因，即是截面上变形协调理论。

总之，各类重要结构中产生“负剪力滞”效应是普遍现象，并非是
反常现象。

由于普通力学常识很难理解，因此引起国内外学者们的普遍关注。

在平板结构中，它的产生与剪力流的形态或者外剪力的分布有密切关系。

对于“负剪力滞”现象，国内外仍在探索与研究中。

2 国内外对负剪力滞效应的研究
2.1 国内对负剪力滞效应的研究
(1)张士铎[3]教授主要应用变分法原理讨论了悬臂箱梁的负剪力滞效应。

对常截面悬臂箱梁的负剪力滞效应，张教授分别假定翼缘板纵向位移沿横向分布按三次、四次抛物线变化规律进行分析，并应用变分法进行解析，最后用有限元法加以检验，得到了较为理想的结果。

他还讨论了负剪力滞效应的影响因素，其主要影响因素是跨宽比。

当跨宽比越小时，受正负剪力滞的影响都很严重。

而且还发现是否出现负剪力滞现象取决于位移边界条件和外力边界条件，箱梁边界的约束条件是产生负剪力滞效应的内在因素，而产生负剪力滞的外因则是外荷载形式。

(2)罗旗帜[4,5]等学者主要研究了变截面箱梁的负剪力滞效应，他提出了一种考虑剪力滞效应的箱梁结构有限段分析方法，该法适用于任意截面、任意支承条件和任意荷载情况的箱梁负剪力滞效应。

并对变高度简支箱梁、悬臂箱梁的负剪力滞影响因素进行了探讨。

(3)程翔云[6]从物理上解释了悬臂箱梁的负剪力滞现象，还推断出，在集中弯矩作用于跨内某处时，在悬臂梁端内同样会产生负剪力滞。

另外，他通过算例的分析发现，对于某些具有特定尺寸的悬臂箱梁，还存在一个“惰性区段”，在该区段内，无论是分布荷载还是集中荷载，
对整个结构均不产生剪力滞效应。

2.2 国外对负剪力滞效应的研究
负剪力滞效应最初是在飞机等特殊结构物中发现的，中井事口[7]在分析钢桥面板连续桥梁的有效分布宽度时，发现在土木结构中以悬臂梁作为基本结构的结构物中，也发生了负剪力滞效应。

很多学者通过实验与分析发现负剪力滞现象仅在对称分布荷载作用下才会产生。

中井博和村山泰男通过研究发现当对称集中荷载作用于悬臂跨内任意位置时，也会在梁内产生负剪力滞效应。

Foutch和Chang[8]运用Reissner方法对四种悬臂箱梁进行了剪力滞效应的研究发现了负剪力滞效应。

Kristek.V和Stdnicka[9]对负剪力滞的情况作了说明，他们从荷载形式、剪力流的大小及变化梯度作了探索。

3 亟待解决的问题
国内外很多学者已经对箱梁剪力滞效应问题进行了较深入的探讨，并且运用不同的方法取得了较好的效果，为箱梁桥受力性能的研究做出了不同程度的贡献。

然而，随着桥梁跨宽比的不断增大，箱梁非线性效应日趋复杂，以及荷载作用形式的多样性，必将还有许多问题有待于我们去进行深入的研究。

国内外学者对箱梁剪力滞效应有了比较深入的了解，但对于负剪力滞效应产生的机理还没有一个确切的解释，其全面解释还有待于进一步研究。

目前，对箱梁负剪力滞效应的研究主要是依靠已有的剪力
滞效应的分析方法，还有待于挖掘新的理论分析方法。

对于曲线箱梁的剪力滞效应的研究还有待于加强，随着城市和山区的发展，势必会修建越来越多的立交桥、高架桥，曲线箱梁的应用会越来越广泛，如何找出一个有效合理的方法进行分析计算，有必要进行深入的研究。

4 结语
箱梁是当前桥梁工程中应用最为广泛的一种结构形式，其空间受力性能一直是桥梁工程师们最为关注的问题之一，随着桥梁跨宽比不断增大，以及曲线箱梁应用的增加，负剪力滞效应将成为箱梁空间受力性能研究中的一个很重要的问题，考虑到几何和材料非线性效应、荷载作用形式以及结构形式的复杂性，势必会引发箱梁结构设计中一些新问题，如何解决这些问题值得进行深入的研究。

参考文献
[1]Chang.S.T.and Ding Yun.Shear Lag Effcet in Box Girder with Varying Depth.Journal of Structural Engineering,ASCE.114(10):2280-2292.
[2]程翔云.梁桥理论与计算[M].北京:人民交通出版社,1990.
[3]Chang.S.T.,Fang.Z.Z.Negative shear lag in Cantilever Box Girder with Constant Depth.Journal of Structural Egineering,ASCE,1987.
[4]罗旗帜,俞建立.变截面箱梁的负剪力滞[J].重庆交通学院学
报,1997,16(2):18-25.
[5]罗旗帜,李树光.简支箱梁的负剪力滞[J].佛山大学学报,1995,8,13(4):40-46.
[6]程翔云.悬臂薄壁箱梁的负剪力滞[J].上海力学,1987,8(2):56-65.
[7]中井事口.按传递矩阵分析钢桥面板连续梁桥的有效宽度[R].土木学会论文报告集,1976(251).
[8]D.A.Foutch,P.C.Chang.A Shear Lag Anomaly.Journal of the Structural Division,ASCE,V ol.108,NO.ST7,July.1982:1653-1658.
[9]Kristek.V.,Studnicka.J(1988).Discussion of Negative Shear Lag in Canlilever Box Girder with Constant Depth.S.T.Chang and F.Z.Zheng,J of struct,Engrg.ASCE,1988.。