大型渡槽剪力滯效應(yīng)的研究.pdf

1、渡槽是輸送渠道水流跨越河渠、溝壑和道路等的架空輸水構(gòu)筑物，是極為重要的生命線工程。南水北調(diào)工程中大型渡槽大量采用多箱薄壁結(jié)構(gòu)型式，作為肋板形式的寬梁或開口的箱形梁，其寬跨比較大，會在復(fù)雜的薄壁槽身截面上產(chǎn)生剪力滯現(xiàn)象。剪力滯效應(yīng)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力過分集中，造成結(jié)構(gòu)破壞或局部開裂，影響結(jié)構(gòu)的安全性或適用性。20世紀(jì)70-80年代，由于忽略剪力滯效應(yīng)導(dǎo)致多座橋梁破壞引起各國學(xué)者的注意。而目前還未見到有關(guān)于渡槽剪力滯效應(yīng)的研究。本文針對渡槽的

2、剪力滯效應(yīng)，做了如下的工作和研究。 介紹了目前剪力滯效應(yīng)的研究理論和方法，并對這些理論和方法的適用性、局限性作了比較說明。針對等截面槽形梁在荷載作用下考慮剪力滯效應(yīng)時的變形特點，假定其縱向位移函數(shù)，采用基于最小勢能原理的能量變分法推導(dǎo)得到了槽形簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁的剪力滯效應(yīng)計算公式。 介紹了有限元法在渡槽結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用，對有限元法中板殼單元與實體單元運用于渡槽結(jié)構(gòu)的計算進(jìn)行了比較，得到殼單元在渡槽結(jié)構(gòu)計算中滿足精度

3、的要求，是一種良好的單元。 應(yīng)用ANSYS程序，運用有限元法對渡槽的剪力滯效應(yīng)的各影響因素進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。得到了在簡支支承和連續(xù)支承的不同支承條件下，分別在水體荷載和自重荷載作用下，單箱渡槽與多箱渡槽結(jié)構(gòu)的縱向應(yīng)力分布規(guī)律以及渡槽的寬跨比、荷載形式和約束條件是渡槽剪力滯效應(yīng)的主要影響因素。并對剪力滯效應(yīng)對渡槽結(jié)構(gòu)的影響做出了評估，對渡槽結(jié)構(gòu)中如何減小剪力滯效應(yīng)的影響提出了方法和建議。 研究成果對渡槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化具