箱形梁

箱形梁

機械工程學術語
截面形狀和通常的箱子截面一樣,所以叫箱形梁,一般由蓋闆、腹闆、底闆以及隔闆組成,其材料有鋼材和預應力鋼筋混凝土兩種。主要用于大跨度或承重結構。
  • 中文名:箱形梁
  • 外文名:Box girder
  • 所屬學科:
  • 學科:機械工程
  • 領域:機械設備
  • 截面形狀:和通常的箱子截面一樣
  • 組成:蓋闆、腹闆、底闆以及隔闆

簡介

箱形梁的截面形狀和通常的箱子截面一樣,所以叫箱形梁。一般由蓋闆、腹闆、底闆以及隔闆組成。其材料有材和預應力鋼筋混凝土兩種。主要用于大跨度或承重結構。

剪力滞效應

箱形梁在豎向撓曲時會産生剪力滞效應,其頂闆和底闆中縱向正應力沿闆寬方向不再符合初等梁理論均勻分布狀态。如果頂闆或底闆在與腹闆連接處正應力大于沿闆寬其餘各點處正應力,此時剪力滞稱為正剪力滞,反之,為負剪力滞。結構設計時,如果忽視剪力滞效應,将低估結構實際應力和位移,無法客觀反映其真實受力和變形狀況,甚至危及結構安全。多年來,許多學者圍繞各種型式箱形梁剪力滞效應,開展研究工作,取得不少研究成果,部分成果已被納入橋梁設計規範

箱形梁應用

箱形梁廣泛應用于橋梁工程中,其剪力滞效應是設計計算中必須要考慮的問題。受剪力滞效應的影響,箱形梁上、下翼緣闆的應力沿闆寬的分布很不均勻,通常在靠近腹闆處的應力最大,其數值要比按初等梁計算值大得多。多年來,許多學者緻力于研究箱形梁的剪力滞效應,發表的相關文獻已有不少。

衆所周知,當采用基于最小勢能原理的能量變分法和有限梁段法分析箱形梁的剪力滞效應時,必須預先選取橫截面的剪力滞翹曲位移函數,而且,正确選取該位移函數至關重要,因為它直接反映剪力滞翹曲正應力在橫截面上的分布情況。

曲位移函數

剪力滞翹曲位移函數的選取比較混亂,多種形式的翹曲位移函數曾被采用過,它們主要有: 二次抛物線、三次抛物線、四次抛物線、五次和六次抛物線、餘弦曲線、懸鍊線及橢圓曲線等,其中采用最多的是三次抛物線。然而,早在1995 年,三次抛物線的翹曲位移函數就曾受到過質疑。在衆多形式的翹曲位移函數中,尋求最為合理的函數形式有助于從理論上完善箱形梁的剪力滞效應分析方法。此外,對相應于剪力滞廣義位移的廣義内力研究甚少。雖然基于箱梁總勢能的一階變分,給出了相應于剪力滞廣義位移的廣義内力(剪滞力矩) 表達式,但不便于從物理意義上認識該廣義内力。

總結

JTGD62—2004《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》規定基于翼緣有效寬度的箱形梁剪力滞效應實用計算圖表,但它主要适用于正剪力滞,對負剪力滞适用性及實用分析方法,尚需進一步研究。因此,對箱形梁正負剪力滞判别尤為重要。在已有關于箱形梁剪力滞效應分析的相關文獻中,都是通過比較彎矩與附加彎矩之間相對大小判别正負剪力滞。這種判别主要适用于用解析法分析剪力滞,亦即僅适合于簡支梁、懸臂梁等簡單結構,對較複雜結構則不便應用。

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