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摘要
针对单箱双室波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合箱梁这一新型结构,结合传统波形钢腹板组合箱梁的受力特点,基于最小势能原理,运用能量变分法研究单箱双室箱梁的剪力滞效应。通过设置二次抛物线和余弦函数两种不同的翘曲位移函数,建立了考虑箱梁剪力滞、剪切变形效应的控制微分方程及自然边界条件,推导了单箱双室简支梁在集中荷载和均布荷载作用下的截面应力和剪力滞系数解析解;同时,为验证理论分析的正确性,对制作的试验梁分别进行集中荷载和均布荷载加载试验,并将试验结果与两种不同翘曲位移函数下的理论值、有限元计算结果进行对比,分析3者的变化规律。结果表明:在集中荷载作用下,翘曲位移函数为二次抛物线的理论值与实测值、有限元计算结果吻合更好,而在均布荷载作用下,翘曲位移函数为余弦函数的理论值与实测值、有限元计算结果更为接近;在腹板与顶底板相交位置和悬臂板端部理论值偏差较大,需引进修正系数调整;同一截面的下翼板拉应力远大于上翼板压应力。在腹板与顶底板相交位置,箱梁剪力滞效应较为突出,尤其在集中荷载作用下更加明显,实际工程中应充分考虑该位置的受力情况。该研究成果可为该类新型波形钢腹板组合箱梁的应用提供借鉴。
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单位兰州交通大学; 土木工程学院
