黄 俊,胡志祥,李佳津

(合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009)

箱梁的剪力滞效应最显著的体现就是截面法向应力不均匀,通常顶板与腹板交界处的应力比理论计算出的应力要大很多。目前,国内外建造了大量的大跨箱型梁桥、悬臂斜拉桥等,剪力滞效应都较为突出[1-2]。另外,高层建筑中的筒体结构[3-4]在横向力作用下也会出现剪力滞效应。在设计中忽略剪力滞效应的影响,可能会导致结构的局部应力过大,甚至导致结构整体破坏,因此剪力滞效应得到结构工程师的关注。

对箱梁剪力滞效应的研究方法最常见的有解析法[5]、数值分析方法[6]和模型试验[7],其中数值分析方法随着计算机性能的不断提高,应用越来越广泛。三维实体有限单元法作为一种数值方法,受到众多商业软件的支持,可用于详细分析剪力滞效应对箱梁受力及变形的影响,但其受单元选取、网格划分的影响比较大,计算精度易受主观因素的影响,且给出的应力结果无法直接指导工程设计。

目前关于箱梁剪力滞效应,对箱梁进行一维有限元分析的相关文献较丰富。文献[8]修正了传统箱梁剪力滞理论中的纵向位移表达式,提出考虑箱梁附加挠度的箱梁一维有限元模型,该模型以总挠度、附加挠度及两者导数作为单元位移参数,总挠度未知量包含了初等梁挠度和附加挠度;文献[9-10]分离出了剪力滞效应引起的附加挠度,并将其作为广义位移,推导出箱梁附加挠度的解析表达式。……