文档名：单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析
摘要：为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题.基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比.对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式.以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律.对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响.此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响.研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的"附加剪应力"是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀.研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据.
Abstract：Tostudytheshearstressdistributionofsingle-boxdouble-cellvariablecross-sectioncompositeboxbeamswithcorrugatedsteelweb(CBBCSW),theproblemthatthetop,bottomandcorrugatedsteelweb(CSW)ofthesingle-boxdouble-cellvariablecross-sectionCBBCSWparticipateinshearwasanalyzed.TheformulaforcalculatingshearstressofCSWwithvariablecrosssectionwasderivedbyusingtheequilibriumofinfinitesimalelementandthereciprocaltheoremofshearstress,andcomparedwithshearstresscalculationformulaofCSWwithuniformcrosssection.Thepropertiesofvariousshearstresswerestudied,andthetopandbottomplatesofvariablecross-sectionCBBCSWandthemechanismofparticipatinginshearbearingwereanalyzed.Theformulaforcalculatingthebearing-shearratioofthebottomplatewasproposed.Takingthemodeltestbeamandasingle-boxdouble-cellvariablecross-sectionCBBCSWasexamples,thefiniteelement(FE)modelsofthetestbeamandthebridgemodelweredevelopedbyusingANSYS.ThedistributionofshearstressonCSWunderdifferentrestraintsystemsandthelawoftop,bottomandCSWparticipatinginshearwerestudied.Thedifferencebetweenthefiniteelementcalculationresultsandthetheoreticalformulacalculationresultsunderdifferentloadconditionswascompared.Theinfluenceofdifferentloadconditionsontheparticipationofthetop,bottomandCSWinshearwasanalyzed.Inaddition,theeffectofthediaphragmonthedistributionofshearforcewasanalyzed.TheresultsshowthatthetheoreticalresultsoftheproposedformulaareingoodagreementwiththetestresultsandFEresults.Theproportionofthebottomplatesparticipatingintheshearbearingcannotbeignored.The"additionalshearstress"causedbyvariablecross-sectionisthedirectreasonthataffectsshearforcetransmission.Thesizeofbendingmomentwilldirectlyaffecttheproportionofbottomplateparticipatinginshearbearing.Undersymmetricalload,theshearforcedistributionofmiddlewebandsidewebisalmostthesame,whilethediaphragmwillchangetheshearforcedistributiononCSW,andtheshearstressdistributionnearthediaphragmwillbemoreuniform.Theresearchconclusionscanprovidereferencefortheanalysisofshearstressandbearing-shearratioofvariablecross-sectionCSW.
作者：冀伟 黄逸航 罗奎 马凯耀 石旭辉 余壮果 Author：JIWei HUANGYihang LUOKui MAKaiyao SHIXuhui YUZhuangguo
作者单位：兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082同济大学机械与能源工程学院,上海210804
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(3)
分类号：U488.21+6
关键词：组合箱梁 波形钢腹板 变截面 剪应力 承剪比 有限元分析
Keywords：compositeboxgirder corrugatedsteelweb variablecross-section shearstress shearratio finiteelementanalysis
机标分类号：U441TU311.4TU502.6
在线出版日期：2024年4月12日
基金项目：国家自然科学基金，甘肃省重点研发计划-工业类项目，兰州市人才创新创业项目，陇原青年创新创业人才(团队)项目单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(3)冀伟 黄逸航 罗奎 马凯耀 石旭辉 余壮果为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题.基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CS...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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