考虑剪滞剪切效应的开裂混凝土箱梁挠度计算

林丽霞，吴亚平，丁南宏

（兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070）

0 引言

箱形截面梁由于梁体为薄壁结构，将导致结构构件在使用荷载作用下的变形增大，特别是在混凝土开裂后，过大的变形可能影响结构的使用性能，甚至安全性[1]。近年来，学者们对薄壁箱梁挠度计算进行了较为深入的理论研究[2-5]，而对混凝土箱梁挠度方面所进行的研究则由于影响因素众多，无法精确计算，故仍然是研究的重点[6-8]。目前，钢筋混凝土箱梁挠度计算一般仍采用与钢筋混凝土矩形截面梁相同的方法，即不考虑剪滞效应和剪切变形的影响。但是，对于薄腹箱梁，剪切变形及其引起的下挠是不可忽略的[3,6]。另外，考虑剪滞效应以后,箱梁的弯曲刚度变小，箱梁的挠度也会较初等梁理论求得的挠度有所增大[4,5]。本文尝试在考虑剪滞和剪切变形双重效应情况下计算开裂后混凝土箱梁的挠度。

1 开裂后混凝土箱梁抗弯刚度的确定

采用换算截面法[9]确定钢筋混凝土箱梁的抗弯刚度。

如图1所示，假设裂缝截面上拉区的混凝土完全退出工作，只有钢筋承担拉力，将钢筋的换算面积（αEAS）置于相同的截面高度，得到换算混凝土截面。当中和轴在肋板内时，换算截面的总面积为：

图1 带裂缝工作阶段换算截面示意

对此裂缝截面的受压区高度xcr用式（2）确定：

裂缝截面的换算惯性矩即为：

取裂缝截面的变形模量为E0，则裂缝截面的截面刚度：

显然，这是沿构件轴线各截面惯性矩中的最小值，也是钢筋屈服前裂缝截面惯性矩中的最小值。……