基于辛普森公式的变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算

• 作者: 任伟新 王佐才 马梦琳
• 来源期刊: 土木工程
• 学科: 工学
• 关键词: 波形钢腹板 弯曲变形 剪切变形 等效惯性矩 辛普森公式
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 页码范围: 231-243
• 页数: 13页
• 分类号: TU3

摘要

为研究变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算问题,本文基于辛普森积分公式,推导了计算变截面波形钢腹板组合箱梁在集中荷载和自重荷载作用下弯曲和剪切变形的等效惯性矩法。以一实际单箱单室变截面波形钢腹板组合箱梁为算例,考虑施工过程中的最大悬臂80 m时的工况,利用所提方法计算了其受集中荷载和自重荷载作用下的弯曲和剪切变形。为对比分析,通过建立悬臂梁的梁单元模型和实体–壳单元模型,分别计算了悬臂梁在集中荷载和自重荷载作用下的弯曲和剪切变形。与实体–壳单元模型计算的弯曲和剪切变形相比,集中荷载作用下等效惯性矩法计算的弯曲和剪切变形误差分别为1.3%和13.4%,梁单元模型计算结果误差分别为4.6%和34.1%;自重荷载作用下等效惯性矩计算的弯曲和剪切变形误差分别为2.8%和15.8%,梁单元模型计算结果的误差分别为5.5%和29.7%。同时基于顶底板混凝土对剪切变形影响的定量分析表明,由于考虑了顶底板混凝土的抗剪效应,利用等效惯性矩方法计算的剪切变形更接近实体–壳单元模型计算结果。结果表明,提出的变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算方法结果吻合良好,计算效率较高,适合波形钢腹板组合箱梁在施工过程中的变形分析计算。