剪力滞后效应概念普及

剪滞效应

英文名称：SectionDayton-MuLeightoneffect 简单的说：墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒，开洞以后，由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。

剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。

目录例子效应特点忽略剪力滞效应造成的事故大跨度薄壁箱梁剪力滞效应编辑本段例子如：在结构设计中往往全长加密角柱箍筋，目的之一就是增加角柱的抗剪能力，增加延性。

1、剪力滞后现象越严重，框筒结构的整体空间作用越弱；2、剪力滞后的大小与梁的刚度、柱距、结构长宽比等有关。

梁刚度越大、柱距越小、结构长宽比越小，剪力滞后越小；3、框筒结构的整体空间作用只有在结构高宽较大时才能发挥出来。

此外梁柱的刚度比、平面形状及建筑物高宽比对剪力滞后影响很大。

概念设计时一定考虑全编辑本段效应特点剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象，小至一个构件，大至一栋超高层建筑，都会有剪力滞后现象。

剪力滞后，有时也叫剪切滞后，从力学本质上说，是圣维南原理，它严格地符合弹性力学的三大方程，即几何方程、物理方程、平衡方程。

具体表现是，在某一局部范围内，剪力所能起的作用有限，所以正应力分布不均匀，把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后。

剪力滞后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁，在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件。

在结构水平力作用下，主要反应是一种应力不均匀现象，柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形，从而引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近的纵向位移，从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等：远离腹板框架的柱轴力越来越小，翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形，同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律。

这就是一种剪力滞后效应。

当翼板与腹板交接处的正应力大于按初等梁的计算值，称为正剪力滞，反之为负剪力滞。

编辑本段忽略剪力滞效应造成的事故忽略剪力滞效应的影响，就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力，从而导致不安全：如1969－1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱梁失稳或破坏事故。

剪力滞分析方法及应用

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能量变分法的显著优点就是不仅能确定翼板内的应力横向分布，而且能计算梁考虑剪力滞之后的挠度值，因此，这种方法在桥梁初步设计中颇受欢迎。但该法一般只适用于等截面箱梁，目前仍无法直接应用于求解变截面箱梁的剪力滞问题。另外，该法将翼板做了平面应力假设，尽管所获得的最大应力与实际应力想接近，但在翼板的自由端处仍存在较大的误差。 D 数值解法有限元法、有限条法和有限段法有限元法是解决各种复杂工程问题的一种行之有效的分析方法。K.R.Moffatt 和 P.J.Dowling 用有限元法对影响箱梁剪力滞效应的各种参数作了系统的分析和研究，提出了各种荷载下的不同宽跨比、支承形式及截面加劲情况的有效宽度比，这些结果已纳入到“英国标准桥梁规范”有关组合梁剪力滞计算的准则中。我们知道，有限元法几乎可以分析工程上所遇到的所有问题，但是对于大型的桥梁结构，要达到一定的精度，需要比较详细地划分单元，因而计算工作量特别大。有限条法、有限段法及有限差分法是为使问题简化所采用的对规则结构进行简化处理的数值计算方法，随着计算机计算能力的提高，这些方法的应用越来越少。 E 模型试验对于重大工程和为检验计算方法的精度，模型试验也是常采用的研究方法之一。模型试验的优点是可以模拟实际结构的边界条件、荷载条件和部分细节，可不受理论计算时所采用的简化假定的影响。但是大比例尺的模型试验需要花费大量的人力与物力，许多因素在试验中仍可能无法模拟，因此模型试验的研究一般采用不多。
图 3-1 箱梁剪力滞效应示意图对于宽翼缘的剪力滞效应可以用图 3-2 所示的简单力学分析来说明。图 3-2a 是一根承受垂直荷载的矩形截面简支梁。显然它的顶部纤维产生压缩，底部纤维产生拉伸，顶部纤维应力ς是均匀的。如果加载之前将此矩形截面的顶部两侧各扩大一个矩形面积 1#，便构成了 T 形截面（图 3-2b）。显然，在由面积 1#构成的 1#小肋与原矩形截面梁的接触面之间，存在着相互错动的剪力。1#小肋一方面阻止原矩形梁顶部纤维的压缩，另一方面它又受到来自矩形梁的压缩面力（即相向的剪力）。因此，对于 1#小肋来说，类似于一根偏心受压的杆件，其内侧压应力将大于外侧压应力；对于原矩形截面来说，顶部纤维将比图 3-2a)中的要降低一些，但在与 1#小肋接触的一点上，两者的应力是相等的。同样地如果在图 3-2b)的基础上再扩大小矩形面积 2#，，又由于同样的剪力传递原因，使小肋内侧的压应力大于外侧的压应力（图 3-2c）。如此类推，便构成了图 3-2d 所示的应力沿翼缘宽度方向不均匀分布的图形。这种截面上应力由于剪力的传递而使应力越来越小的现象，称为剪力滞后现象，或称为剪力滞效应。在第二章介绍正交异性桥面板单肋截面特性计算时，涉及到有效宽度的概念，实际剪力滞概念与有效宽度概念是一回事，前者用不均匀应力表示，后者用一等效宽度表示，反映的都是由于剪力影响，梁的翼缘板上弯曲应力的分布是不均匀的。在桥梁设计中，各期恒载、活载以及预加力等均将在截面上产生剪力滞效应。由于作用的荷载形式不同，剪力滞的大小差异比较大。现代桥梁工程中，为满足使用要求，桥面宽度显著增大，特别是大跨径预应力混凝土箱梁桥中，采用长悬臂、大肋间距的单箱

薄壁箱梁的剪力滞效应浅析

薄壁箱梁的剪力滞效应浅析薄壁箱梁由于具有良好的结构性能，与肋板式截面相比，箱形截面具有抗扭刚度大，能有效抵抗正负弯矩等优点，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用，尤其是各种结构形式的预应力混凝土桥梁，采用箱形截面更能适应构造和现代化施工要求。

近几年来，薄壁箱梁在我国大跨径桥梁、城市立交桥中得到了广泛应用，箱梁剪力滞效应也越来越引起重视。

一、剪力滞效应基本概念及产生机理剪力滞效应最早是在T梁探讨翼缘有效分布宽度问题时提出的。

T梁受弯时，翼缘在横向力与偏心的边缘剪力流作用下，将产生剪切扭转变形，则已不服从平截面理论的假定。

剪切扭转变形随翼缘在水平面内的形状与纵向边缘剪力流的分布有关。

狭窄翼缘的剪切扭转变形不大，其受力性能接近于简单梁理论的假定，而宽翼缘因这部分变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参与承弯工作，也即受压翼缘上的压应力随着离肋的距离增加而减小。

在薄壁箱梁中，产生弯曲的横向力通过肋板传递给翼板，而剪应力在翼板上的分布是不均匀的，在肋板与翼板的交接处最大，随着离开肋板而逐渐减小，因此，剪切变形沿翼板的分布是不均匀的。

由于翼板剪切变形的不均匀性，引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于近肋板的翼板的纵向位移，所以其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状，这个现象就称为“剪力滞后”，也称为“剪力滞效应” [1]。

为了更好的解释剪力滞效应，取固端悬臂箱梁在自由端的梁肋处作用一对集中力P如上图所示。

理论上，应用初等梁弯曲理论，在悬臂上板得到均匀分布的弯曲拉应力，但实际并非如此。

由于腹板传递的剪力流在边缘上受拉要大一些，而向板内传递的过程，由于上下板均会发生剪切变形，故实际上上板的拉应力在横截面分布式不均匀的，呈现板的中间小而两边大的应力状态。

剪力流在横向传递过程有滞后现象，故称之谓“剪力滞后现象”或称“剪力滞效应”。

如果初等梁理论算出的应力为，而实际截面上发生的应力为σ，那么式中：λ---剪力滞系数。

如果翼缘与腹板交界处的正应力大于初等梁理论计算的理论值，称之为“正剪力滞”；如果翼缘与腹板处交界的正应力小于初等梁理论计算的理论值，称之为“负剪力滞”。

特殊支承箱梁剪力滞效应的有限元分析

特殊支承箱梁剪力滞效应的有限元分析特殊支承箱梁剪力滞效应的有限元分析引言:随着现代桥梁结构设计的不断发展，特殊支承箱梁在跨越大跨径、高速公路以及城市轨道交通等领域中得到了广泛应用。

然而，由于特殊支承箱梁结构的复杂性，其受剪切力作用时会产生剪力滞现象，这给结构的性能与安全性带来了挑战。

本文将通过有限元分析的方法，对特殊支承箱梁剪力滞效应进行详细研究，探索其产生机制及对结构的影响，为后续的设计与施工提供参考。

1. 特殊支承箱梁剪力滞效应的定义和机制在特殊支承箱梁中，当剪力加载到一个特定值时，结构出现非线性行为，剪力-切变曲线呈现出一种明显的滞后现象。

这种滞后现象就是剪力滞效应。

其主要机制可以归结为材料非线性和结构非线性两方面。

材料非线性是指材料内部力学性能的变化，主要表现为剪切强度和刚性的非线性关系。

结构非线性是指支承箱梁在受力作用下产生的位移、变形和应力等因素之间的相互作用，导致结构整体性能的变化。

2. 影响特殊支承箱梁剪力滞效应的因素特殊支承箱梁剪力滞效应的产生受到多种因素的影响，包括材料性能、截面形状、结构的几何参数以及荷载施加方式等。

首先，材料的刚性和强度是影响剪力滞效应的重要因素。

相对于刚性材料，弹性模量较低的材料更容易产生滞后现象。

其次，截面形状也对剪力滞效应有一定影响。

一般来说，T形截面和箱形截面在受剪作用下更容易出现滞后现象。

另外，结构的几何参数，如跨径、高度、界面性能等也会直接影响剪力滞效应的产生和发展。

最后，施工过程中的荷载施加方式也是产生剪力滞效应的重要因素之一。

3. 有限元分析在研究特殊支承箱梁剪力滞效应中的应用有限元分析作为一种计算力学方法，在研究特殊支承箱梁剪力滞效应方面具有广泛的应用。

首先，有限元分析可以通过建立结构的数学模型，模拟剪力加载过程中的结构反应，包括位移、变形、应力等。

其次，有限元分析可以通过改变结构参数和材料参数，模拟特殊支承箱梁在不同条件下的滞后行为，以探究剪力滞效应的机制。

高等桥梁结构理论--剪力滞后

U ( x) 剪滞效应引起的附加纵向位移
(x)--截面转角
在这里的ห้องสมุดไป่ตู้导中，放弃了直法线假定，采用了截面转角这样的广义位移。
为建立分析方程，引入以下四条假定：（1） T形梁在竖向荷载作用下，截面中和轴仍位于初等梁理论计算的位置；
（2）翼缘板纵向位移 u( x, y ) 沿宽度方向按三次抛物线变化（作此假设的前提一般是根据过去的试验和经验，通过理论分析与实际比较相符）
1 x2 3 9 9G 2 2 2 E I f [( ) U (U ) U ]dx 2 x 1 2 2 14 5Eb
I
f
2tb h 2
1
将外荷载势能、腹板应变能和翼板应变能合并，得结构的总势能
I I f Iw
3.4.5 基本微分方程的建立写出了结构的总势能后，利用最小势能原理就可以建立利用变分法计算结构剪力滞的基本微分方程。根据变分法则，对包含三个广义位移的能量泛函式Π 求一阶变分，再
根据虎克定律，引入应力应变关系
根据材料力学，上翼缘等效板中的剪力可表示为
由此我们得到了剪力与剪切变形的关系，对两边取导数，于是对q1有
一般式为
将上式两边各微分一次，并将各杆的平衡方程代入，可以得到
式中各参数符号代表的意义如下
q1(x)、q2(x)：两块板中的待定剪力流； q0(x) ：腹板顶面上那根杆的已知剪力流函数；建立了上面的方程组以后，通过求解方程组，就能计算出各板上的剪力。在求解方程组之前，我们需要先研究对应于各种实际状态的边界条件。
1 2 dydx 1 2tE 2 [ (1 2 tE xu x 1 0 x 1 0 h 1 2 2
x2 b x2 b x2 b 2 x1 1 0

个人整理-同济大学高等桥梁结构知识点

箱梁的剪力滞效应（抓住“剪力”这个核心）● 剪力滞现象：宽翼缘箱梁在弯剪作用下，由于剪切变形的存在和沿宽度方向的变化，受压翼缘上的正应力随着离梁肋的距离增加而减小，这个现象就称为“剪力滞后”，简称剪力滞效应。

● 造成该现象的原因：翼缘的剪应力变化引起正应力的变化。

（因此剪力越大，剪力变化越剧烈的截面剪力滞越明显，比如支点、集中力作用点，但有的情况下支点弯矩小，因此总应力还是）● 剪力滞系数λ：考虑剪力滞/不考虑剪力滞。

λ是个沿翼缘板宽度变化的量，一般只考虑腹板与翼缘板相交位置的λ● 正剪力滞，负剪力滞。

● 广义位移函数：挠度函数，纵向变形函数。

● 考虑剪力滞，翼缘板不满足平截面假定，但腹板仍然满足平截面假定。

最小势能原理变分得到带位移函数的微分方程。

● 考虑剪力滞，梁的挠度增加。

剪力滞降低梁的刚度。

因为考虑剪力滞的曲率表达式为：1''[()]F w M x M EI=-+ 正剪力滞，MF>0，因此造成曲率偏大，挠度增大，负剪力滞，MF<0，因此挠度减小● 悬臂箱梁在均布荷载作用下，离固定端约1/4跨位置会产生负剪力滞效应（邻近腹板的翼板位移滞后于远离腹板的翼板位移）。

M F 为负时，属于负剪力滞。

● 有效宽度：最大应力×有效宽度=实际应力沿总宽度的积分●规范规定，结构整体分析采用全截面，截面应力验算，采用有效宽度。

●承受纯弯曲荷载的箱梁截面，是否也存在剪力滞现象？材料进入塑性状态后，箱梁截面剪力滞将如何变化？●本节主要介绍剪弯状态下剪力滞问题，如果是压弯状态下（如预应力筋直线布置）截面是否存在剪力滞现象?箱梁的扭转效应（抓住关键：扭转=偏载×偏心距）●自由扭转：纵向不受约束，不产生纵向正应力。

公式推导：（闭口截面抗扭性能强的原因：剪力流的力臂大）q=τk t●自由扭转剪切变形：（综合考虑纵向变形和扭转角变形）●自由扭转惯矩：与截面包围面积、壁厚有关。

结构中的剪切滞后

一、剪力滞后效应的力学本质剪力滞后（有时也叫剪切滞后）效应，在结构工程中是一个普遍存在的力学现象，小至一个构件，大至一栋超高层建筑，都会有剪力滞后现象。

剪力滞后，从力学本质上说，是圣维南原理，它严格地符合弹性力学的三大方程，即几何方程、物理方程、平衡方程。

具体表现是，在某一局部范围内，剪力所能起的作用有限，所以正应力分布不均匀，把这种正应力分布不均匀的现象叫剪力滞后。

例如：一长方形平板（长度远大于宽度），在两个短边受到一对平衡集中力。

由圣维南原理可知，在板的中部，应力是均匀分布的，而在靠近短边的端部，就出现了剪力滞后现象。

由于正应力是靠剪力的作用逐渐由集中力转化为均匀的，而由于剪力传递正应力有一个逐渐的过程，所以在端部，剪力的所能起的作用还很有限，而正应力分布还不均匀，这种现象就称为剪力滞后。

二、剪力滞后效应在具体工程中的表现1、拉杆、宽梁的翼缘第一部分所举的例子其实就是一根拉杆，它出现了剪力滞后现象。

陈绍藩在《钢结构设计原理》的第5.2章节中详细描述了有孔拉杆因为剪力滞后效应和其他因素造成承载力降低的现象。

另外宽梁的翼缘中正应力分布不均匀，也是剪力滞后效应造成的，陈绍藩在《钢结构设计原理》的11.1.4章节讲述此问题，并提出采用有效宽度代替实际宽度的方法来计算。

钢砼组合梁计算时，混凝土翼板取有效宽度而不取实际宽度，也是对剪力滞后效应的考虑。

2、薄壁构件（主要是桥梁结构构件）许多学者对薄壁杆件理论进行了广泛的研究，Vlasov、Timoshenko等提出了薄壁杆件分析的经典方法，并作了两个基本假定（1）’薄壁杆件横截面的外形轮廓线在其自身平面内保持刚性，即不变形；（2）薄壁杆件中面的剪应变为零（开口截面）或剪力流为常数（闭口截面）。

由于第二个假定经典方法不能反映薄壁杆件的剪力滞后现象，所以不具有一般性。

剪力滞后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁，在对称弯曲荷载作用下，如果箱梁具有初等弯曲理论中所假定的无限抗剪刚度（即时变形的平截面假定），那么弯曲正应力沿梁宽方向是均匀分布的。

剪力滞后效应知识科普

剪力滞后效应知识科普
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象.剪力滞后有时也叫剪切滞后,具体表现是,在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后.例如在墙体上开洞以后,由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状,称为剪力滞后效应.
剪力滞后效应的概念是在箱梁中提出的.剪力滞后效应在T 型、工型和闭合薄壁结构中（如筒结构和箱梁）表现得较为典型,在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件.当结构处于水平力作用下时,主要反应是一种应力不均匀现象,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,由此引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近的纵向位移,当翼板与腹板交接处的正应力大于按初等梁的计算值,称为正剪力滞,反之为负剪力滞.
剪力滞概念与有效分布宽度相同,前者用不均匀应力表示,后者用一等效板宽表示.为了使简单梁理论能够用于宽翼缘梁的分析,故对翼缘定出个“有效翼缘宽度”翼缘的有效宽度为假设的翼缘宽度,沿其宽度上受均匀压缩,其压缩值如同在同样的边缘剪
力作用下的实际翼缘的受载边缘数值一样.另外,有效宽度可以视为理论的翼缘宽度,该理论翼缘承受具有均匀应力的压力.该均匀应力与原型宽翼缘处的应力峰值相等,而且总压力值相等.
在框筒结构中,结构整体可以看成一个箱形的悬臂构件.在水平力作用下,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等：远离腹板框架的柱轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律.这就是一种剪力滞后效应.。

箱梁剪力滞

箱梁剪力滞随着现代建筑技术的不断发展，箱梁结构越来越广泛地应用于桥梁、建筑等领域。

箱梁结构的优点在于其强度高、稳定性好、方便施工等特点，然而在实际工程中，箱梁结构的剪力滞效应却成为了设计和施工中需要解决的重要问题。

剪力滞现象是指在箱梁结构受到外力作用时，由于结构的非线性特性，导致结构内部的剪力出现滞后效应，使得结构的抗震性能降低。

在地震等自然灾害中，剪力滞效应可能导致结构破坏，给人们的生命财产带来巨大的损失。

因此，研究和解决箱梁剪力滞问题具有重要的理论和实际意义。

箱梁结构的剪力滞特性主要受到结构材料、截面形状、受力方式等因素的影响。

在实际工程中，箱梁结构通常采用混凝土、钢筋等材料进行构造，且其截面形状多样。

在受力方式上，箱梁结构可能受到单向或双向剪力作用，或者同时受到剪力和弯矩的复合作用。

这些因素的不同组合可能导致结构的剪力滞特性差异较大。

针对不同类型的箱梁结构，学者们提出了一系列的剪力滞理论模型和计算方法。

其中，常用的有弹塑性模型、简化模型、有限元模型等。

这些模型和方法的基本思路是将结构的非线性特性进行模拟和计算，从而得到结构的剪力滞特性。

这些模型和方法在实际工程中得到了广泛应用，为设计和施工提供了重要的参考。

除了理论模型和计算方法外，工程实践中还需要采取一些措施来降低箱梁结构的剪力滞效应。

例如，可以采用钢筋混凝土箱梁结构，增强结构的抗震性能；采用合适的截面形状和受力方式，减小结构的非线性特性；采用剪力加强措施，提高结构的抗剪强度等。

这些措施可以有效地降低箱梁结构的剪力滞效应，提高结构的抗震性能和安全性。

总之，箱梁剪力滞是现代建筑技术中需要解决的重要问题之一。

通过理论分析和工程实践，我们可以有效地降低结构的剪力滞效应，提高结构的抗震性能和安全性。

在未来的工程设计和施工中，我们需要继续深入研究和探索箱梁剪力滞问题，为建设更加安全、可靠、持久的建筑和桥梁作出贡献。

箱梁的剪力滞效应分析

箱梁的剪力滞效应分析文章类型：论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。

这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。

本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法，并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。

一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式，具有结构强度高、刚度大等特点，被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。

箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的，但在某些情况下，剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象，即所谓的剪力滞效应。

剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响，降低桥梁的承载能力和使用性能。

当剪力滞效应较严重时，可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象，影响行车安全和桥梁寿命。

因此，对箱梁剪力滞效应进行分析和研究，采取有效的应对措施，具有重要意义。

二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法，通过将结构离散成多个小的单元，利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。

对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用有限元法进行数值模拟，通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素，模拟剪力滞效应的产生和变化规律。

2、解析法解析法是通过理论建模和推导，得出结构的力学响应的解析解。

对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用解析法建立简化的力学模型，从而得到剪力滞效应的近似解。

解析法具有计算速度快、成本低等优点，但精度较有限元法低。

三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计，可以降低剪力滞效应的影响。

例如，可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板，增加结构的整体性和抗扭刚度；同时，可以通过选用高强度材料，提高结构的强度和稳定性。

2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力，降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。

同时，合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。

3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等，可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性，降低剪力滞效应的影响。

第三章箱梁的剪力滞效应剖析

或a，取Min。
L，简支梁跨度的 1
3
3
12t b0 2c,b为腹板宽，c为承托长度，
t为翼缘板厚，
a为相邻两梁轴线间的距离。
33
美国：
德国
英国
16t
b0
,或
L 4
12t
b0
,或
L 2
12t
b0
,或
L 3
34
上述规定适合于简支梁，对连续梁宜采用 BS5400规范相关规定。
（3）讨论
➢ 采用杆系单元建模的结构整体分析时，截面几何特征计算是否要考虑有效宽度问题？。
3y2 b3
hu
u
xb
ub (x, y) x
hb "1
y3 b3
u'
b
ub x,
y
y
3y2 b3
hb
u
9
Vsu
Vsb
1 2
Is
E
[(w)2
3 2
wu
9 14
(u)2
]
9Gu2 5b2
dx
式中: Is=Isu+Isb ,为上下翼板对截面形心轴的惯性矩。
10
梁腹板部分应变能为：
6
dw y3
u(x,
y)
hi
dx
1
b3
u( x) 7
3.2.2 结构势能
式中：
V W
V ——体系的应变能；
W ——外力势能。
外力势能：
d 2
W M (x) dx2 dx
体系应变能：
为梁腹板部分与上、下翼板部分的应变能之和。
梁腹板部分仍采用简单梁理论计算其弯曲应变能，对

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箱梁的剪力滞效应（抓住“剪力”这个核心）● 剪力滞现象：宽翼缘箱梁在弯剪作用下，由于剪切变形的存在和沿宽度方向的变化，受压翼缘上的正应力随着离梁肋的距离增加而减小，这个现象就称为“剪力滞后”，简称剪力滞效应。

● 造成该现象的原因：翼缘的剪应力变化引起正应力的变化。

（因此剪力越大，剪力变化越剧烈的截面剪力滞越明显，比如支点、集中力作用点，但有的情况下支点弯矩小，因此总应力还是）● 剪力滞系数λ：考虑剪力滞/不考虑剪力滞。

λ是个沿翼缘板宽度变化的量，一般只考虑腹板与翼缘板相交位置的λ● 正剪力滞，负剪力滞。

● 广义位移函数：挠度函数，纵向变形函数。

● 考虑剪力滞，翼缘板不满足平截面假定，但腹板仍然满足平截面假定。

最小势能原理变分得到带位移函数的微分方程。

● 考虑剪力滞，梁的挠度增加。

剪力滞降低梁的刚度。

因为考虑剪力滞的曲率表达式为：1''[()]F w M x M EI=-+ 正剪力滞，MF>0，因此造成曲率偏大，挠度增大，负剪力滞，MF<0，因此挠度减小● 悬臂箱梁在均布荷载作用下，离固定端约1/4跨位置会产生负剪力滞效应（邻近腹板的翼板位移滞后于远离腹板的翼板位移）。

M F 为负时，属于负剪力滞。

● 有效宽度：最大应力×有效宽度=实际应力沿总宽度的积分●规范规定，结构整体分析采用全截面，截面应力验算，采用有效宽度。

●承受纯弯曲荷载的箱梁截面，是否也存在剪力滞现象？材料进入塑性状态后，箱梁截面剪力滞将如何变化？●本节主要介绍剪弯状态下剪力滞问题，如果是压弯状态下（如预应力筋直线布置）截面是否存在剪力滞现象?箱梁的扭转效应（抓住关键：扭转=偏载×偏心距）●自由扭转：纵向不受约束，不产生纵向正应力。

公式推导：（闭口截面抗扭性能强的原因：剪力流的力臂大）q=τk t●自由扭转剪切变形：（综合考虑纵向变形和扭转角变形）●自由扭转惯矩：与截面包围面积、壁厚有关。

变宽截面钢箱梁剪力滞效应研究

变宽截面钢箱梁剪力滞效应研究变宽截面钢箱梁剪力滞效应研究引言在现代桥梁工程中，钢箱梁作为一种常见的结构形式，被广泛应用于公路和铁路桥梁的建设中。

然而，钢箱梁在受到剪力作用时存在剪力滞效应。

本文主要研究了变宽截面钢箱梁剪力滞效应的特点和原因，并提出了一些改进措施。

一、变宽截面钢箱梁剪力滞效应的定义剪力滞是指结构在剪力加载下出现的延性变形现象。

在钢箱梁剪力滞效应中，梁的应变随着荷载的增加而迅速增加，但当荷载减小时，应变并不完全恢复到初始状态。

这种非线性现象称为剪力滞效应。

二、变宽截面钢箱梁剪力滞效应的特点1. 剪力滞现象导致结构刚度随时间变化。

在很长一段时间内，结构刚度会随荷载的变化而发生大幅度的变化。

2. 结构的荷载响应较为复杂。

在加载和卸载过程中，荷载-应变曲线的形态有所不同，呈现出明显的非线性特征。

3. 结构的延性较好。

相对于刚度，变宽截面钢箱梁在受到剪力加载时能够得到更加充分的延性发挥。

三、变宽截面钢箱梁剪力滞效应的原因1. 钢箱梁截面宽度变化导致的几何非线性。

变宽截面钢箱梁在受到剪力加载时，其截面宽度随应变的增加而发生变化。

这种几何非线性现象使得材料的力学性能发生变化，导致剪力滞效应的产生。

2. 材料的本构模型不确定性。

钢材等材料在剪切应力作用下的本构模型是复杂而不确定的，对于变形的刻画存在一定的误差。

这也是导致剪力滞效应产生的重要原因之一。

四、改进措施1. 优化梁的截面设计。

通过减小截面宽度变化的程度，可以有效减小剪力滞效应的产生。

采用合理的截面形状和尺寸，可以使得变宽截面钢箱梁在受到剪力加载时具有更好的延性和稳定性。

2. 选择合适的材料。

合适的材料选择对于减小剪力滞效应具有重要影响。

通过优化材料的力学性能和本构模型，可以降低剪力滞效应的程度。

3. 加强结构的监测和维护。

定期的结构监测和维护可以及早发现和修复潜在的剪力滞效应问题。

同时，适时的补强措施也可以在一定程度上减小剪力滞效应的产生。

框筒结构剪力滞后分析

框筒结构剪力滞后分析摘要：对框筒结构剪力滞后效应的研究是充分理解框筒结构的工作性能, 优化结构设计所必需的。

通过对剪力滞后效应的特点进行分析找出影响因素，然后根据分析的结论再设计时候采取措施减小剪力滞后对框筒结构的影响。

关键词：框通结构剪力滞后角柱1、框筒结构的剪力滞后现象框筒结构在水平荷载作用下, 截面变形不再符合初等梁理论的平截面假定, 腹板和翼缘的正应力不像传统的受弯构件的直线分布, 而是曲线分布, 这个现象就是框筒结构中的剪力滞后效应。

框筒形成空间框架作用，其中角柱产生三维应力，是形成框筒结构空间作用的重要构件;各层楼板形成隔板，它们保持框筒平面形状在水平荷载作用下不改变，楼板也是形成框筒空间作用的重要构件。

剪力滞后存在着两种不同的形式, 一种是正剪力滞后,另一种是负剪力滞后( 图1)。

正剪力滞后一般出现在框筒结构的中下部, 而负剪力滞后出现在框筒结构的中上部。

2、剪力滞后效应内力分析与水平力方向平行的腹板框架一端受拉，另一端受压。

翼缘框架受力是通过与腹板框架相交的角柱传递过来的角柱受压力缩短，使与它相邻的裙梁承受剪力(受弯)，同时相邻柱承受轴力第二根柱子受压又使第二跨裙梁受剪(受弯)，相邻柱又承受轴力，如此传递，使翼缘框架的裙梁、柱都承受其平面内的弯矩、剪力与轴力(与水平作用方向相垂直)由于梁的变形，使翼缘框架各柱压缩变形向中心逐渐递减，轴力也逐渐减小;同时，受拉的翼缘框架也产生轴向拉力的剪力滞后效应腹板框架的剪力滞后现象也是由于裙梁的变形造成的，使角柱的轴力增大。

由于翼缘框架各柱和窗裙梁的内力是由角柱传来，其内力和变形都在翼缘框架平面内，腹板框架的内力和变形也在它的平面内，这是框筒在水平荷载作用下内力分布形成“筒”的空间特性。

通常，在框筒结构中要尽量减少框筒柱平面外的弯矩和剪力，使框筒受力和传力更加明确直接，除角柱外，其他柱子主要是单向受压弯，受力性能较好。

3、变形特征框筒结构的变形由两部分组成。

框筒结构中剪力滞后规律

框筒结构中剪力滞后规律
框筒结构中剪力滞后规律是指当垂直荷载施加在框筒结构上时，由于结构的非线性特性，框架柱的剪力在变形过程中会产生滞后效应。

具体来说，当垂直荷载施加在框筒结构上时，框架柱首先会发生弯曲变形，其中底部柱段受到较大的剪力作用，逐渐产生变形，引起柱断面的扭转和倾斜。

在框筒结构中，当柱段扭转角较小时，框架柱的剪力激活弯曲抗力的一小部分，并且主要受到弯矩影响。

然而，随着柱段扭转角的增加，框架柱的剪力激活的弯矩阻力逐渐减小，剪力阻力开始主导抗力。

这种由弯矩引起的剪力滞后导致框筒结构整体的柱-梁效应减弱，使得承担剪力的梁柱连接处产生更大的
剪力变形。

剪力滞后规律在地震等荷载作用下特别明显。

地震振动使得框筒结构中的柱段发生更大的扭转变形，进一步增强了剪力滞后效应。

这种剪力滞后现象会导致框筒结构的抗震性能下降，需要在设计和加固中加以考虑。

桥梁复习

桥梁工程A2复习资料1．剪力滞效应：由于腹板处剪力流向翼板中传递的滞后而导致翼板法向应力沿横向呈现不均匀分布的现象，称为剪力滞效应。

2．剪力滞产生原因：薄壁箱形梁在纵向弯曲时，弯曲的法向应力在上下翼缘的传递是通过腹板的剪力变形来实现的，腹板传递的剪力流在腹板与翼板的交界处最大，而在向翼板两侧传递的过程中，翼板存在剪力变形，故向板内传递的剪力流逐渐减小，从而造成弯曲法向应力的横向分布呈曲线形状。

3．正剪力滞：靠近腹板处翼板中的正应力大于初等梁理论的正应力。

4．斜梁桥的受力特点：①随着斜交角的增大，斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大；弯矩的减小，边梁比中梁明显，在均布荷载作用下比在集中荷载作用下明显。

②正交横梁斜梁桥的横向分布性能比斜交横梁斜梁桥好，并且横向刚度越大，横向分布性能越好。

③在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯矩不对称，弯矩峰值向钝角方向靠拢，边梁尤其明显。

④横梁和桥面的刚度越大，斜交的影响就越大，斜桥的特征就越明显。

5．弯桥的受力特点：①由于曲率的影响，梁截面在发生竖向弯曲时，必然产生扭转，而这种扭转作用又将导致梁的挠曲变形，称之为“弯—扭”耦合作用。

②弯桥的变形比同样跨径直线桥大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度，曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越明显。

③弯桥即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭矩，通常会使外梁超载，内梁卸载。

④弯桥的支点反力比直线桥相比，有曲线外侧变大，内侧变小得倾向，内侧甚至产生负反力。

⑤弯桥的中横梁，是保持全桥稳定的重要构件，与直线桥相比，其刚度一般较大。

⑥弯桥中预应力效应对支反力的分配有较大的影响，计算支座反力时必须考虑预应力效应的影响。

6．斜拉桥主梁的作用：①将恒、活载分散传给拉索。

②与拉索及索塔一起成为这个桥梁的组成部分，主要承受拉索的水平分力所形成的轴压力。

③抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结构。

7．斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。

8．斜拉桥的发展阶段：稀索布置、中索布置、密索布置。

筒体剪力滞后效应分析及减小措施

筒体剪力滞后效应分析及减小措施曹敬晓1, 李如林2，陈洪昌3（1．河北省第二建筑工程公司；2．石家庄国大集团房地产有限公司；３．河北建研科技有限公司）摘要本文介绍了筒体结构剪力滞后产生的原因以及它的种类，简单的分析了它对结构造成的影响以及在结构设计中如何考虑，讲述了它的影响因素及对应的减小措施。

关键词剪力滞后；框筒；腹板；翼缘剪力滞后效应(shear lag effect以下简称SLE)包括人们熟悉的正剪力滞后效应(以下简称PSLE)，如图1(a)所示，以及1982年以后发现的负剪力滞后效应(negative shear lag effect以下简称NSLE)，如图1(b)(c)。

图1筒体结构的SLE1 正剪力滞后效应1.1 正剪力滞后现象产生的原因对SLE的研究、应用距今已有几十年历史，但对其产生原因的文献却很少。

目前学术界对产生这一效应产生的原因认识比较一致：认为是由于翼缘(主要是裙梁)的剪切变形引起角柱轴力加大，角柱受拉，使与它相连的裙梁承受剪力，同时又使与裙梁相连的第二根柱受拉；第二根柱子受拉又使与之相连的第二根裙梁承受剪力，同时又使向内的第三根柱子受拉，如此传递。

这种传递造成中柱的轴力减小，角柱轴力增大。

这是所谓的力传递说。

可通过增大柱与柱之间联系的裙梁抗剪刚度，来减少剪力滞后现象。

剪力滞后与梁宽、荷载、弹性模量及侧板和翼缘的相对刚度等因素有关。

框筒结构是由密排的柱在每层楼板平面用窗裙墙梁连接起来的空腹筒。

框筒的受力特点比一个封闭筒更要复杂一些。

这主要是连梁的柔性产生了剪力滞后现象。

它使角部的柱子轴向应力增加而使中间的柱子轴向应力减小。

这一作用使楼板产生翘曲，并因此而引起内部间隔和次要结构的变形［1］。

引起筒体结构SLE的原因是沿翼缘方向上的抗侧力刚度不均(称为横向刚度)：角柱由于腹板的作用使其抗剪刚度增大，中柱则相对抗剪刚度减小。

刚度低的中柱产生较大弯曲变形，使裙梁及楼板也跟着变形，中柱抗弯能力降低，轴力减小，由于腹板的作用而刚度增大的角柱轴力自然会增大。

型钢剪力滞后效应

型钢剪力滞后效应是指在高层钢结构或者大型桥梁结构中，由于采用型钢作为抗侧力结构，导致在水平荷载作用下，结构侧向刚度降低、层间位移增大的一种现象。

这种现象的出现，会对结构的承载力和稳定性产生影响，因此需要进行深入的分析和研究。

一、型钢剪力滞后效应的产生原因型钢剪力滞后效应的产生，主要是由于型钢的抗剪承载力较低，导致在水平荷载作用下，结构的侧向变形较大，从而引起层间位移的增大。

具体来说，型钢剪力滞后效应的产生原因可以分为以下几个方面：结构体系的影响：高层钢结构或大型桥梁结构通常采用框架或框筒结构体系，这些体系在水平荷载作用下，容易产生弯曲变形，导致结构侧向刚度降低，从而引发型钢剪力滞后效应。

型钢材料的特性：型钢是一种高强度钢材，其抗拉、抗压和抗剪强度都很高，但是其剪切性能较差，抗剪承载力较低。

因此，在水平荷载作用下，型钢容易发生剪切变形，导致侧向刚度降低。

节点连接方式的影响：高层钢结构或大型桥梁结构的节点连接方式对型钢剪力滞后效应也有影响。

节点连接方式的不合理或者节点连接强度的不足，会导致结构整体刚度降低，从而加剧型钢剪力滞后效应。

施工误差的影响：在高层钢结构或大型桥梁结构的施工过程中，由于施工误差或者安装误差，可能会导致结构构件的垂直度、平整度等参数不符合设计要求，从而影响结构的承载力和稳定性，进一步加剧型钢剪力滞后效应。

二、型钢剪力滞后效应的影响因素型钢剪力滞后效应的影响因素主要包括以下几个方面：结构高度：随着结构高度的增加，结构的侧向刚度逐渐降低，层间位移逐渐增大，从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。

因此，在高层钢结构或大型桥梁结构的设计中，应合理控制结构的高度。

结构跨度：随着结构跨度的增加，结构的侧向刚度也会降低，从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。

因此，在大型桥梁结构的设计中，应合理控制结构的跨度。

水平荷载大小：水平荷载的大小直接决定了结构的侧向变形程度。

随着水平荷载的增大，结构的侧向变形逐渐增大，从而导致型钢剪力滞后效应的加剧。

t型混凝土梁内剪力滞后效应

t型混凝土梁内剪力滞后效应嘿，朋友！咱今天来聊聊这有点复杂但又挺有意思的“T 型混凝土梁内剪力滞后效应”。

您想想啊，这 T 型混凝土梁就像一个大力士挑着担子。

这担子的重量分布不均匀，有的地方重，有的地方轻，这就和剪力滞后效应有点像啦。

那啥是剪力滞后效应呢？简单说，就是在 T 型梁里，本该均匀受力的部分，实际受力却不太均匀。

这就好比一群人拔河，按理说力量应该平均使出来，可有些人偷懒，有些人用力过猛，结果绳子受力就不均匀啦。

在 T 型梁的翼缘部分，靠近腹板的地方受力大，远离腹板的地方受力小。

这就好像是一场接力赛，靠近交接棒的选手跑得飞快，后面的选手还没反应过来，速度就跟不上，这中间就出现了差距。

这剪力滞后效应要是严重了，那可不得了！就像房子的根基不牢固，能踏实吗？梁的承载能力会下降，结构的稳定性也会大打折扣。

这要是用在建筑上，那不是闹着玩的，说不定哪天就出问题啦。

那怎么对付这剪力滞后效应呢？这可得好好琢磨琢磨。

首先，在设计的时候就得精心计算，把梁的尺寸、形状啥的都考虑周全。

就像裁缝做衣服，尺寸量准了，做出来才合身。

还有啊，材料的选择也很重要。

好的材料就像强壮的肌肉，能更好地抵抗这种不均匀的受力。

施工过程也不能马虎。

工人师傅们就像战场上的战士，得严格按照要求操作，一点差错都不能有。

要是偷个懒，耍个滑，那这梁可就“生气”啦，后果不堪设想。

您说，这剪力滞后效应是不是得引起咱足够的重视？要是不重视，建筑出了问题，那得多危险啊！所以啊，无论是设计师、施工人员，还是咱们这些关心建筑安全的普通人，都得对它有清楚的认识，这样才能保证咱们住的房子、走的桥，都稳稳当当的！总之，T 型混凝土梁内剪力滞后效应可不是个小问题，咱们得认真对待，才能让建筑更安全、更可靠！。