毕业论文答辩

预应力混凝土连续梁发生挠曲变形时，由于冗余约束作用会在冗余约束 处产生约束反力，从而引起梁段上的附加内力，将这种附加内力称作为 结构次内力。次内力对结构内力影响较大，针对次内力作用下的箱梁剪 力滞效应分析很重要。
超静定结构纵向任意截面处次内力弯矩表示为：
e
(a)
M
0 0
M
0 f
M
0 0
(b)
(c)
M
用有限元分析软件ANSYS程序中的SHELL63单元建立空间板 壳有限元数值模型进行计算。
二、研究方法
2.2 偏心轴向力作用下箱梁的剪力滞效应 将偏心轴向力作用分解为纯轴力和集中弯矩，主要分析内
容为集中弯矩作用下箱梁的剪力滞效应。
以单箱双室箱梁为研究对象，取一个理论上相对合理的剪力滞翘曲 位移函数，然后利用经典的最小势能原理，采用变分法推导出集中弯矩作 用下单箱双室箱梁计算其截面剪力滞效应的通用控制微分方程，结合典型 边界条件得到解析解。
' 0
M
' 0
M
' f
(d)
M0M0 M f
二、研究方法
直线配束连续箱梁的预应力剪力滞效应分析
e
L
L
(a)直线配束的两跨连续梁
Ny e 2L
Ny e
(c)集中弯矩作用的单跨简支梁
Ny e
Ny e
Ny e (b)初等梁理论弯矩图
3Ny e L
2L
(d)集中力作用的单跨简支梁
单箱单室箱梁预应力初 弯矩引起的附加弯矩为 ：
k 2 n1 M EI l
通解为 ：
1 =
n1 M EI
C1 sinh kx C2
cosh kx
1 lk 2
,
0
x
a,
2 =
n1 M EI
C3 sinh kx C4
cosh kx
1 lk 2
,
a
x
l.
根据边界条件，求得通解系数，最后得到剪力滞位移通用表达式。
二、研究方法
(c)
z (a)
Nx 2
(d)
Nx 2
Nx
(e)
剪力滞 系数：
x, y, z x, z
三种荷载作用模式的 均相等，而对于 来说，由于横向荷载的不同
必然是不等的，三种不同模式的剪力滞系数 多室箱梁的荷载作用模式和单室箱梁不同,
它 也是必与然腹不板同数。量相关的多种
模式，且都是对应于初等梁理论中的同一种荷载模式。
不同部位承受集中弯矩的解析解
仅在跨间作用集中弯矩 ：
单侧梁端作用集中弯矩 ：
纯弯梁：
二、研究方法
2.3 预应力束横向布束方式对箱梁剪力滞效应的影响
对于单箱双室箱梁来说，其横截面的荷载分配模式有三种：
Nx 2
Nx 2
Nx 3
Nx 3 Nx 3
初等梁理 论应力：
x, z zM x
Iy
o
x
Nx
(b)
成部分：一是锚固端的轴向力、竖向集中力和集中力矩；二是 跨间曲线布束时的竖向均布荷载或折线布束时在转折点的竖向 集中力。
q效
θ1
θ2
e
e
Ny
Ny
Nx
Nx
M
M
e(x)
f
e(x)
f
针对轴向力是否对箱梁产生剪力滞效应问题，结合剪力滞 效应产生的本质，进行理论分析和数值方法验证。
二、研究方法
轴向力作用基本原理
b2
b2
截面轴力必然为零的平衡条件，即
，可得：z
A f ( y)dA 0
二、研究方法
考虑承受弯矩M(x)的梁段(x1,x2) ，可获得其考虑应变能和外力 势能的总势能表达式为：
x x1
x2 z
I为竖向弯曲惯性矩、I 为全部翼板的剪滞翘曲惯性矩、I y 为全部翼板 的剪滞翘曲惯性积、 为全部翼板的剪滞翘曲面积，其表达式为：
根据圣维南理论，在二维板上的轴向力沿力方向传播到一
定的传播长度 后，在构件的横截面上变成直线的或平面的应
力分布。
le
P
P
P
y x
传播长度
le
在此区域内，板横截面的正应力有一定差异，但不属于剪力滞效le 应 d，
而是轴向力作用点比较集中和范围较小，局部产生的应力集中现象。
d
d
b
二、研究方法
不同加载方式下轴向力效应研究 矩形箱梁算例采用9种荷载工况：
二、研究方法
单箱双室简支梁分析
单箱双室简支箱梁横截面如下：
96
8
96
8
96
8968748简支箱梁的预应力束横向布置分为三种情况 ：
工况
工况一
工况二
横向布载
Nx 3
Nx 3 Nx 3
Nx 2
Nx 2
工况三
Nx
分析三 种边界 条件下 典型截 面剪力 滞效应
二、研究方法
2.4 超静定箱梁结构预应力次内力的剪力滞效应分析
二、研究方法
双室箱梁翘曲位移函数的选取 对单箱双室箱梁，考虑各翼板间剪力滞翘曲的差异，并结 合全截面轴力自平衡条件，定义了下图箱梁截面各翼板的剪滞 翘曲位移函数f（y，z），其表达式为：
b1
b0
b0
b0
b0
b1
zx zs h
y
o
式中d为满足全截面的轴力自平衡的附加轴向位移，根据弯曲构件其
b2
b2
A
二、研究方法
梁段剪力滞控制微分方程建立
在剪力滞翘曲位移函数确定的情况下，应用梁段势能最小原理，可 获得梁段考虑剪力滞效应的控制微分方程和边界条件为：
由上式第一、二式，可得到
x x1
x2
z
其中 ：
根据胡克定律，截面任一点考虑剪滞效应的应力可表示为：
二、研究方法
承受集中弯矩的剪力滞统一方程
集中弯矩作用下简支梁的剪力滞微分方程的通用表达式：
典型单箱双室截面
预应力束张拉
由于在箱梁截面顶板与腹板和底板与腹板交接处附近范围内的剪力滞效 应明显，且多室箱梁中不同腹板之间的剪力滞效应也不同，因此，有必要建 立针对混凝土箱梁在不同常规边界和预应力布束特征条件下预应力作用引起 的结构剪力滞效应合理有效的计算方法。
二、研究方法
2.1 轴向力效应研究 由等效荷载原理，箱梁的纵向预应力等效荷载包括两个组
次弯矩引起的附加弯矩为 ：
3N ye I y n sinh kx
M f
x
L 3N y
e
L
I I y I
2k cosh kL
n k
sinh
kl
cosh
kx
sinh kx tanh 2kL
0xL L<x 2L
Mf
x
N yenI y
I
N
y
enI
尚德 励志 博学 笃行
****************研究
汇报人：******
专 业：*********
汇报内容
1
提出问题
2
研究方法
3
结果分析
4
结论
一、提出问题
大跨度混凝土箱梁承受外荷载力矩和集中力很大，为了抵抗 这些外荷载作用，通常需要在结构中设置预应力钢束。这些预应 力钢束锚固在非形心轴位置时会产生集中弯矩和竖向力，从而使 箱梁发生竖向挠曲变形；由于箱梁的薄壁结构特征，在弯曲变形 的同时必然会产生剪力滞效应，即预应力的存在改变了箱梁剪力 滞效应的分布规律。