箱梁分析

1、1第六章第六章箱梁分析箱梁分析授課主要內(nèi)容:?主要優(yōu)點：抗扭剛度大、有效抵抗正負(fù)彎矩、施工方便、整體受力、適應(yīng)性強、鋪設(shè)管道方便。?箱梁截面受力特性：箱梁在偏心荷載作用下的變形與位移，可分成四種基本狀態(tài)：縱向彎曲、橫向彎曲、扭轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)變形（即畸變）；箱梁在偏心荷載作用下，因彎扭作用在橫截面上將產(chǎn)生縱向正應(yīng)力和剪應(yīng)力，因橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形將在箱梁各板中產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力。?箱梁對稱撓曲時的彎曲應(yīng)力：箱梁對稱撓曲時，產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力、彎

2、曲剪應(yīng)力。?箱梁的自由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：箱梁在無縱向約束，截面可自由凸凹的扭轉(zhuǎn)稱為自由扭轉(zhuǎn)，只產(chǎn)生剪應(yīng)力，不引起縱向正應(yīng)力；單室箱梁的自由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，多室箱梁的自由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。?箱梁的約束扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：當(dāng)箱梁端部有強大橫隔板，扭轉(zhuǎn)時截面自由凸凹受到約束稱為約束扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力；這里介紹的約束扭轉(zhuǎn)的實用理論建立是一定的假定之上的。?箱梁的畸變應(yīng)力：當(dāng)箱梁壁較薄時，橫隔板較稀時，截面就不能滿足周邊不變形的假設(shè)，則在反對稱荷載作用下，

3、截面不但扭轉(zhuǎn)還要畸變，產(chǎn)生畸變翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力，箱壁上也將引起橫向彎曲應(yīng)力；用彈性地基比擬梁法解析箱梁畸變應(yīng)力。?箱梁剪力滯效應(yīng)：翼緣剪切扭轉(zhuǎn)變形的存在，而使遠(yuǎn)離梁肋的翼緣不參予承彎工作，這個現(xiàn)象就是剪力滯效應(yīng)；可應(yīng)用變分法的最小勢能原理求解。3箱形梁承受偏心荷載作用，除了按彎扭桿件進行整體分析外，還應(yīng)考慮局部荷載的影響。車輛荷載作用于頂板，除直接受荷載部分產(chǎn)生橫向彎曲外，由于整個截面形成超靜定結(jié)構(gòu)，因而引起其它各部分產(chǎn)生橫向彎曲，如

4、右圖。箱梁的橫向彎曲，可以按下圖a）所示計算圖式進行計算。圖示單箱梁可作為超靜定框架解析各板內(nèi)的橫向彎曲應(yīng)力c?，其彎矩圖如下圖b）所示。3、剛性扭轉(zhuǎn)：反對稱荷載的作用下的剛性轉(zhuǎn)動，分為自由扭轉(zhuǎn)與約束扭轉(zhuǎn)；產(chǎn)生自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力K?，翹曲正應(yīng)力W?，約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力W?。箱形梁的扭轉(zhuǎn)（這里指剛性扭轉(zhuǎn)，即受扭時箱形的周邊不變形）變形主要特征是扭轉(zhuǎn)角?。箱形梁受扭時分自由扭轉(zhuǎn)與約束扭轉(zhuǎn)。所謂自由扭轉(zhuǎn)，即箱形梁受扭時，截面各纖維的縱向變形是自由的，

5、桿件端面雖出現(xiàn)凹凸，但縱向纖維無伸長縮短，自由翹曲，因而不產(chǎn)生縱向正應(yīng)力，只產(chǎn)生自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力K?。當(dāng)箱梁端部有強大橫隔板，箱梁受扭時縱向纖維變形不自由，受到拉伸或壓縮，截面不能自由翹曲，則為約束扭轉(zhuǎn)。約束扭轉(zhuǎn)在截面上產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力W?和約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力W?。產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)的原因有：支承條件的約束，如固端支承約束縱向纖維變形；受扭時截面形狀及其沿梁縱向的變化，使截面各點纖維變形不協(xié)調(diào)也將產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。如等厚壁的矩形箱梁、變截面梁等，即使不受