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基于能量变分法的新型波形钢腹板箱梁横向内力研究
2024年
基于能量变分法的基本原理,考虑箱梁畸和波形钢腹板受力特性,建立以新型波形钢腹板箱梁桥面板剪力差T为未知量的控制微分方程,利用比拟的弹性地基梁法求出剪力差,得到新型波形钢腹板箱梁横向内力的能量变分法解。详细分析波形钢腹板倾角及波高化对横向弯矩的影响规律。结果表明:按本文计算公式求解出的新型波形钢腹板箱梁横向内力解析解与ANSYS数值解能够很好地吻合,说明本文理论推导是准确可靠的;随着腹板倾角θ的增大,计算点A和载荷作用位置F处的横向弯矩急剧增大,离载荷作用位置较远的计算点B处的横向弯矩逐渐增大,当θ约为35°时,MA=MB;随着波形钢腹板波高dw的高,角点A和角点B处的横向弯矩呈逐步增大的趋势,而载荷作用点F处的横向弯矩值则不断减小,且始终存在MF>MA>MB的关系。
赵永飞张军军鲁俊峰
关键词:能量变分法横向内力
基于能量变分法的钢底板波形钢腹板组合箱梁畸效应分析被引量:1
2023年
为合理分析钢底板波形钢腹板梯形箱梁的畸效应,按各板件面内外抗弯刚度不的原则将全截面等效为钢材,利用圣维南原理考虑顶底板对波形钢腹板的约束作用,修正畸扇性坐标分布模式,基于能量变分法建立畸控制微分方程。与已有文献及有限元进行对比分析,并研究腹板俯角和波形钢腹板厚度化对畸翘曲正应力的影响。结果表明,本文解析解与文献解及ANSYS解均吻合较好;基于圣维南原理修正后的扇形坐标分布模式更合理;利用本文等效方法亦可分析传统波形钢腹板组合箱梁的畸效应;腹板俯角的设置有利于减小畸翘曲正应力;波形钢腹板厚度化对腹板与底板交接处的畸翘曲正应力影响显著。
陈东亮张元海
关键词:组合箱梁等效截面能量变分法
基于能量变分法的曲线组合箱梁畸效应分析被引量:3
2022年
目的研究曲线钢与混凝土组合箱梁主要设计参数对畸效应的影响,减小组合梁的畸。方法通过能量变分法建立曲线组合箱梁畸方程,分析集中荷载作用下截面尺寸及曲率半径对曲线组合箱梁畸效应的影响。结果增加钢腹板厚和梁高可显著减少畸效应;箱梁的曲率半径不宜过小,当曲率半径小于100 m时畸效应明显;梯形截面比矩形截面更有利于限制结构畸,为控制畸效应,根据曲率半径的差异,主控不同的设计参数。结论当曲率半径小于100 m时,曲线组合梁的高跨比宜为0.6,高宽比宜为1,钢腹板厚宜大于30 mm;当曲率半径大于100 m时,主要通过增加钢腹板厚控制畸,其厚度宜为20~40 mm。
陈百玲马前程朱耀斌王连广
关键词:能量变分法曲梁
基于能量变分法的预制混凝土箱梁畸效应分析被引量:1
2022年
在预制混凝土箱梁设计分析时,结构畸效应对桥梁形的影响不可忽视。基于能量变分法,在建立预制混凝土箱梁的畸效应微分方程的同时,给出计算预制混凝土箱梁的畸双力矩和畸角的理论公式,计算分析了箱梁横截面的高度、倾角和顶板宽度等参数对结构畸效应的影响。结果表明:在跨中处,箱梁的畸角和畸双力矩均为最大值,二者沿梁长方向逐渐减小,直至趋近于零;箱梁的畸双力矩和畸角随截面高度的增大均有减小,但二者的化程度不同;随着截面倾角和顶板宽度的增大,箱梁的畸角和双力矩均有增加,化程度不明显。
孙永乐李佳乐杜凡关鸿愿王连广
关键词:能量变分法微分方程
波形钢腹板PC箱梁剪力滞效应的能量变分法被引量:5
2022年
为研究波形钢腹板预应力混凝土箱梁的剪力滞效应,引入β次曲线和近似余弦函数,根据分原理推导出了简支梁和悬臂梁结构在典型荷载工况下的剪力滞系数计算公式,运用叠加法和肢解法将剪力滞计算方法推广应用到超静定桥梁的剪力滞系数求解中.采用有限元分析软件ANSYS和MIDAS/FEA建立波形钢腹板预应力混凝土箱梁空间模型,通过对比有限元计算结果,对能量分解析方法进行了验证.对波形钢腹板PC箱梁开展了参数分析,得到了剪力滞系数随钢腹板厚度和宽跨比化规律.研究结果表明:剪力滞系数值随纵向翘曲位移函数阶次的增加而增大,不宜引入高阶函数来求解波形钢腹板PC箱梁剪力滞问题;悬臂箱梁的剪力滞系数随着宽跨比增大显著升高,均布荷载下的剪力滞系数比集中荷载下要大;运用叠加法和肢解法解超静定桥梁的剪力滞问题简单高效,结果可靠.
高丽周媛王社良刘博
关键词:波形钢腹板变分原理剪力滞
基于能量变分法截面桁架柱弯曲屈曲分析
2021年
基于应能等效原则,推导得到截面桁架柱的抗弯和抗剪刚度。通过能量变分法以及分解刚度法确定了截面悬臂桁架的弯曲屈曲荷载。利用ABAQUS以及ANSYS对十二个具有代表性的截面桁架进行有限元模拟,对比验证了三种截面桁架等效抗弯刚度理论公式以及弯曲屈曲荷载公式。结果表明本文所用方法具有较高的精度(平均误差1.83%),且所得结果偏于安全,计算较为简便,可作为工程人员校核截面桁架柱稳定设计的方法。
张文福张文福王珉严威计静计静
关键词:能量变分法等效抗弯刚度屈曲
基于能量变分法截面梁单元刚度矩阵的推导
基于能量分原理,引入空间梁单元位移函数,推导了截面Bernoulli-Euler梁的单元刚度矩阵,在此基础上考虑剪切形的影响,得到2结点和3结点截面Timoshenko梁的单元刚度矩阵具体表达式。以矩形截面悬臂...
陈代海徐振淇王雅南
关键词:能量变分法刚度矩阵TIMOSHENKO梁
基于能量变分法的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究被引量:19
2019年
通过能量变分法,提出了基于三个广义位移函数的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应微分方程和基于有限差分法的半解析半数值解法。分别以简支梁和连续梁为算例,采用有限元法进行验证性分析,并采用所提出的分析方法研究了几何参数对剪力滞效应的影响。结果表明:建议的理论计算公式的计算结果与有限元分析结果吻合较好;均布荷载作用下简支梁全长范围内基本表现为正剪力滞效应,而连续梁在边跨和中跨正弯矩区也呈现正剪力滞效应,且在反弯点附近连续梁翼缘有效宽度系数会出现奇异值;宽跨比是剪力滞效应的显著影响因素,宽跨比在0.234~1.000范围内化时,其值越大,剪力滞效应越明显;宽高比在1.0~5.0范围内时,对剪力滞效应基本没有影响。
姜瑞娟肖玉凤吴启明彭曼琳徐添华陈师节
关键词:波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应翼缘有效宽度能量变分法
基于能量变分法的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究
通过能量变分法,提出了基于三个广义位移函数的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应微分方程和基于有限差分法的半解析半数值解法.分别以简支梁和连续梁为算例,采用有限元法进行验证性分析,并采用所提出的分析方法研究了几何参数对剪力滞效应...
姜瑞娟肖玉凤吴启明彭曼琳徐添华陈师节
关键词:波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应翼缘有效宽度能量变分法
基于能量变分法的基坑开挖对临近桩基稳定性影响分析
2018年
基坑开挖过程中即使有围护结构作用,仍然会产生一定的周边土体位移,同时也会对临近桩基造成影响,使之产生相应的位移和弯矩,甚至造成破坏.针对此类情况,在能量变分法的基础上结合Poulos弹性理论法,考虑土体的连续性及桩土间各节点间的相互作用关系,加入滑块模型考虑土体塑性形,结合p-y曲线法,考虑土体弹性模量沿桩深方向的化,用基于小应特性的土体自由场位移计算方法考虑土体小应特性,作为基坑开挖引起周边土体位移的简化计算方法,最终得到一种分析基坑开挖引起临近桩的侧移和弯矩的弹塑性耦合算法.通过和试验结果对比,该方法得到的数据和实验数据相吻合,验证了该方法的可行性.
宋勤
关键词:能量变分法基坑开挖桩基础P-Y曲线法

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张元海
作品数:182被引量:942H指数:18
供职机构:兰州交通大学土木工程学院
研究主题:薄壁箱梁 剪力滞效应 能量变分法 箱形梁 剪力滞
张文福
作品数:304被引量:448H指数:11
供职机构:南京工程学院建筑工程学院
研究主题:能量变分法 组合柱 施工方法 梁理论 有限元分析
刘迎春
作品数:170被引量:158H指数:8
供职机构:东北石油大学土木建筑工程学院
研究主题:组合柱 能量变分法 施工方法 有限元分析 混凝土组合
张玉元
作品数:19被引量:87H指数:7
供职机构:兰州交通大学土木工程学院
研究主题:剪力滞 剪力滞效应 能量变分法 薄壁箱梁 箱梁
计静
作品数:252被引量:236H指数:8
供职机构:东北石油大学土木建筑工程学院
研究主题:组合柱 施工方法 牵索 混凝土组合 抗渗性