矩形箱梁力学性能分析的修正计算方法

来源：计算力学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：岑峰,甘亚南,尹明干,高培伟

单位：南京航空航天大学 土木系, 南京 210016,盐城工学院 土木工程学院, 盐城 224051,盐城工学院 土木工程学院, 盐城 224051,南京航空航天大学 土木系, 南京 210016

摘要：本文对矩形箱梁翼板设置了不同的剪滞翘曲位移差函数，继而综合考虑剪力滞效应、剪切变形以及剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件等因素，且以能量变分原理为基础建立了矩形箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件，基于此修正了现行薄壁结构分析方法。与传统剪滞理论相比，本文方法深刻反映了矩形箱梁的力学特性。研究表明，（1）由于剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件的引入，矩形箱梁力学性能分解为独立的初等梁理论和剪滞理论体系，且箱梁力学性能为两者的叠加效应；（2）矩形箱梁断面尺寸确定，剪滞效应对其正应力的影响值不变，即剪滞效应的竖向力学行为与箱梁跨径无关；（3）尽管矩形箱梁的梁高对箱形梁剪滞翘曲应力和初等梁理论的应力值皆有一定影响，但其剪力滞系数不变，因此剪力滞效应与梁高无关；（4）剪力滞效应不仅影响箱梁翼板力学性能，而且对其腹板力学行为的影响不可忽视。因而，与传统剪滞理论相比，本文修正法不仅计算精度明显提高，而且更能真实反映矩形箱梁的力学性能。

关键词：自平衡条件,剪力滞效应,竖向弯曲,矩形箱梁,修正分析法,

基金资助：国家自然科学基金（514789408）；甘肃省科技重大专项（19ZD2GA002）资助项目.