加劲肋对薄壁钢箱梁剪力滞效应的数值研究

"薄壁钢箱梁考虑加劲肋构造剪力滞效应的计算 (2012年)" 本文主要探讨了薄壁钢箱梁在设置不同加劲肋情况下的剪力滞效应，以及如何通过有限元模拟计算和变分法公式优化来提高计算精度。作者郭秉山、何琦和闰月梅来自西安科技大学建筑与土木工程学院，他们的研究工作发表在2012年9月的《西安科技大学学报》第32卷第5期上。 剪力滞效应是薄壁结构中常见的问题，尤其在钢箱梁的设计中，由于顶、底板和腹板的厚度较小，当梁受到纵向弯曲时，上、下板的拉应力会在横截面上产生不均匀分布，即所谓的“剪力滞”。传统的设计方法可能忽视了这一现象，导致计算的应力分布不准确。近年来，随着研究的深入，剪力滞效应引起了国内外学者的广泛关注。 文章首先通过ANSYS有限元软件对不同加劲肋配置的钢箱梁模型进行模拟计算，分析了各试件的应力分布，以评估加劲肋对剪力滞效应的影响。结果显示，加劲肋的设置可以显著降低剪力滞效应，改善应力分布的均匀性。 在有限元模拟的基础上，作者结合变分法公式，对计算箱梁截面正应力的公式进行了修正。通过对比不同构造情况下的正应力值，他们提出了一种新的计算方法，该方法能更准确地反映加劲肋对剪力滞效应的缓解作用，从而提高整体计算的精确度。 试件设计方面，参考了《公路桥涵设计通用规范HJTGD60-2004》，选择了常见的30米跨径简支钢箱直梁桥为研究对象。试件采用单箱单室截面，尺寸包括梁高、箱室宽度、挑臂宽度、顶底板及腹板厚度等，且加劲肋的厚度也进行了规定。为了研究加劲肋布置对剪力滞效应的影响，设计了3组共6个试件，每组的加劲肋设置有所不同。 这项研究对于理解和解决薄壁钢箱梁中的剪力滞问题提供了有价值的理论支持和计算工具，有助于优化桥梁结构设计，提高其承载能力和安全性。同时，通过有限元模拟和变分法的结合，也为结构工程中的类似问题提供了新的计算方法和优化策略。