斜支承箱梁撓曲扭轉(zhuǎn)有限元分析.pdf

1、薄壁箱梁因其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)特性,在橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。近年來,在城市橋梁建設(shè)中,由于周圍環(huán)境條件的限制,往往要采用斜交橋、曲線橋等受力復(fù)雜的橋梁。在高等級線路上,斜交橋和曲線橋也比較常見,然而對這種復(fù)雜橋梁剪滯效應(yīng)的研究比較少,尤其是對其撓曲扭轉(zhuǎn)的系統(tǒng)研究是少之又少,因此系統(tǒng)地分析斜支承箱梁的撓曲扭轉(zhuǎn)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文在初等梁理論基礎(chǔ)上補(bǔ)充了剪滯效應(yīng)的影響,以薄壁桿件理論及有限元法為基礎(chǔ),根據(jù)最小勢能原理

2、及泛函變分法,分別建立了斜交薄壁箱梁形心坐標(biāo)系下?lián)锨冃魏团ば淖鴺?biāo)系下彎扭耦合的控制微分方程。利用剛度系數(shù)的定義,推導(dǎo)了計(jì)入剪滯效應(yīng)箱形梁單元剛度矩陣；根據(jù)虛功原理推導(dǎo)了單元跨間荷載的等效結(jié)點(diǎn)荷載公式；根據(jù)變換與逆步變換規(guī)律處理了斜支承約束。最終獲得位移解答后,計(jì)算截面上的應(yīng)力,參照桿系結(jié)構(gòu)有限元分析的一般思路,運(yùn)用數(shù)學(xué)工具M(jìn)ATLAB編制了斜交連續(xù)箱梁撓曲扭轉(zhuǎn)分析的一維有限元電算程序。算例數(shù)值解與模型試驗(yàn)結(jié)果對比表明,本文方法簡單有效

3、。
　　 通過本文的研究,可得出以下結(jié)論:
　　 (1)由于剪滯效應(yīng)的影響,箱梁的計(jì)算撓度與初等梁理論計(jì)算的結(jié)果相比有明顯的增大；不同支承形式且肋距不同的箱梁,在不同荷載作用下的撓度增大幅度也各不相同；簡支箱梁撓度增大比懸臂箱梁大,簡支箱梁在集中力作用下的撓度增大更明顯；肋距較大的簡支箱梁在集中力作用下,其撓度增大最為顯著。
　　 (2)由于彎扭耦合的影響,即使在對稱荷載作用下,斜交箱梁橫斷面上的應(yīng)力分布并不具有