摘要：通过能量变分法,提出了基于三个广义位移函数的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应微分方程和基于有限差分法的半解析半数值解法。分别以简支梁和连续梁为算例,采用有限元法进行验证性分析,并采用所提出的分析方法研究了几何参数对剪力滞效应的影响。结果表明:建议的理论计算公式的计算结果与有限元分析结果吻合较好;均布荷载作用下简支梁全长范围内基本表现为正剪力滞效应,而连续梁在边跨和中跨正弯矩区也呈现正剪力滞效应,且在反弯点附近连续梁翼缘有效宽度系数会出现奇异值;宽跨比是剪力滞效应的显著影响因素,宽跨比在0.234~1.000范围内变化时,其值越大,剪力滞效应越明显;宽高比在1.0~5.0范围内时,对剪力滞效应基本没有影响。

摘要：现代结构的分析方法,基本上可以分为两大类:一类是有限元法,另一类是连续化法。但是这两类分析方法的理论基础均为能量变分原理。对能量变分法在有限元法和连续化法中的应用作了简要的介绍,并对现代结构分析中的势能原理与余能原理以及位移函数与拉格朗日乘子等问题进行了探讨。得出了一些有益的结论,对工程应用有一定参考价值。

摘要：目的研究曲线钢与混凝土组合箱梁主要设计参数对畸变效应的影响,减小组合梁的畸变。方法通过能量变分法建立曲线组合箱梁畸变方程,分析集中荷载作用下截面尺寸及曲率半径对曲线组合箱梁畸变效应的影响。结果增加钢腹板厚和梁高可显著减少畸变效应;箱梁的曲率半径不宜过小,当曲率半径小于100 m时畸变效应明显;梯形截面比矩形截面更有利于限制结构畸变,为控制畸变效应,根据曲率半径的差异,主控不同的设计参数。结论当曲率半径小于100 m时,曲线组合梁的高跨比宜为0.6,高宽比宜为1,钢腹板厚宜大于30 mm;当曲率半径大于100 m时,主要通过增加钢腹板厚控制畸变,其厚度宜为20~40 mm。

摘要：本文对E-Reissner采用二次抛物线形来描述箱梁翼板纵向位移沿横向分布进行了修正,采用二次项与四次项拟合来假定,然后应用能量变分原理导出了箱梁受横向荷载作用下的剪力滞控制微分方程和边界条件,获得了相应的闭合解,所得的公式比以往能量变分法得出的理论更具有一般性,且弥补了三次抛物线拟合不对称的缺陷。通过实例分析,证明了本文的方法具有一定的可操作性和实际意义。

摘要：基于应变能等效原则,推导得到变截面桁架柱的抗弯和抗剪刚度。通过能量变分法以及分解刚度法确定了变截面悬臂桁架的弯曲屈曲荷载。利用ABAQUS以及ANSYS对十二个具有代表性的变截面桁架进行有限元模拟,对比验证了三种变截面桁架等效抗弯刚度理论公式以及弯曲屈曲荷载公式。结果表明本文所用方法具有较高的精度(平均误差1.83%),且所得结果偏于安全,计算较为简便,可作为工程人员校核变截面桁架柱稳定设计的方法。

摘要：目前人们对空间桁架梁的振动特性研究得较少,该文首先采用Timoshenko梁的连续化模型来模拟空间桁架梁,推导得到了空间桁架梁的等代抗弯刚度和等代抗剪刚度,并采用能量变分法对空间桁架梁的固有振动进行分析,给出空间桁架梁的竖向振动频率和振型的解析解。然后采用有限元软件ANSYS对几种不同算例进行模拟,通过模态分析得到空间桁架梁的频率与振型。将能量变分法求得的频率解析解与有限元分析求得的频率数值解进行对比,结果基本上是一致的,将两种方法得到的振型对比,结果吻合良好。该文所提出的能量变分解析解可供空间桁架梁的工程设计参考。

摘要：索桁架组合体系与普通梁板结构不同,需要考虑索力增量,振动特性较为复杂.首先,采用Timoshenko梁的连续化模型模拟桁架梁,推导桁架梁的等代抗弯刚度;采用能量变分法,分析索桁架组合体系固有振动,给出索桁架组合体系竖向振动频率解析解;分析770m跨度索桁架组合体系、900m跨度索桁架组合体系和1 200m跨度索桁架组合体系,与有限元ANSYS分析结果对比,误差在10%以内.该方法公式较简单、精度较高,可为索桁架组合体系的工程设计提供参考.

摘要：对偏压作用下方钢管混凝土柱钢管的局部屈曲性能进行了理论研究.假定方钢管混凝土偏压柱的钢板的加载边与非加载边的边界条件均为固定约束,采用能量变分法推导得到方钢管混凝土偏压柱钢管局部屈曲应力的解析解.从而进一步研究了钢管的局部屈曲系数与应力梯度系数的关系,发现钢管的局部屈曲系数随应力梯度系数增大而增大:当应力梯度系数为0即轴心受压时,钢管的局部屈曲系数取得最小值即10.312;当应力梯度系数为2即纯弯受力时,钢管的局部屈曲系数取得最大值即22.713.其次,研究了不同应力梯度系数时方钢管混凝土偏压柱各钢板局部屈曲强度与钢板宽厚比的关系,从而给出了不同应力梯度系数时方钢管混凝土偏压柱各钢板合理的宽厚比限值,供工程设计参考.

摘要：横截面剪切变形对薄壁梁力学特性的影响尤为突出,导致传统设计中所采用的细长梁理论计算结果误差较大。水工钢闸门中,面板兼作主梁翼缘,在高水头下主梁具有短深梁非线性受力特点。该文基于能量变分法综合考虑全截面剪切效应,通过合理选取纵向位移函数及翘曲形函数,推导出工字形梁挠度、弯曲正应力及固有频率解析计算公式,并与有限元及现有解析计算方法进行对比分析。结果表明:当跨高比和跨宽比较小时剪切效应对弯曲正应力影响较大,在集中荷载作用下该现象更为显著。在计算固有频率时,剪切效应使其减小。相比于现有解析方法,该计算结果精度较高,且适用范围更广,可用于结构设计。

摘要：为精确分析薄壁箱梁的剪力滞效应,从箱梁各翼缘板的面内剪切变形与纵向位移关系出发,推导剪力滞翘曲位移函数的基本表达式。考虑剪力滞翘曲应力的轴向自平衡条件,对剪力滞翘曲位移函数进行修正,以便得到适用于带悬臂板箱梁的合理翘曲位移函数。对剪力滞效应引起的截面形心轴与中性轴之间的偏离进行了论证。详细分析剪力滞翘曲位移函数修正项及箱梁高宽比、宽跨比、板宽比等参数对剪力滞翘曲应力的影响。结果表明:推导的剪力滞翘曲位移函数计算的简支箱梁跨中截面应力值与实测值及有限元计算结果吻合良好;高宽比的影响较小,宽跨比和板宽比的影响较大;当板宽比达到1.5时,翘曲位移函数修正项对翘曲应力的影响达到18%。