考虑翘曲应力中性轴偏移的箱梁剪力滞效应分析

杨青山，刘世忠，周 倩

（1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省庆阳市建筑设计院，甘肃 庆阳 745000）

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薄壁箱形截面梁因其良好的抗弯和抗扭性能，而被广泛应用。梁体受到横向荷载时，截面正应力沿着上、下翼缘板的水平方向分布并不均匀，被称为剪力滞效应。

多年来，许多学者对箱梁剪力滞效应进行了研究。其中基于最小势能原理的变分法应用较多。由变分法还可进一步发展出分析剪力滞效应的一维梁段有限元法［1-3］。Reissner［4］首次利用变分法进行无悬臂的矩形混凝土箱梁剪力滞效应分析。进行变分法分析时，选取广义位移建立横向翘曲函数最为关键［5，6］，其反映了翘曲位移在翼板中的横向分布。倪元增等［7］、CHANG 等［8］假设考虑剪力滞效应后应力中性轴仍通过截面形心，采用翼缘转角最大差值作为广义位移进行分析。Dezi 等［9］、LUO 等［10］、韦成龙等［11］对箱梁的悬臂板、顶板、底板采用 3 个不同的转角最大差值作为广义位移进行剪力滞分析以提高精度。杨绿峰等、张元海等将剪力滞附加挠度作为广义位移，将箱梁受弯挠度分解为基于平截面假定的初等梁理论计算出的挠度和剪力滞效应产生的附加挠度，物理意义更为明确。根据弹性理论，截面正应力的合力应等于外荷载产生的截面轴力，合力矩应等于截面弯矩。倪元增等以附加翘曲位移的方式考虑了翘曲应力合力为零的自平衡条件；蔺鹏臻等［12］分析了翘曲应力中性轴为形心轴时，产生的附加轴力对剪力滞效应影响较小；……