吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (3): 792-797.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603017

• 论文 • 上一篇    下一篇

考虑剪切滑移效应的叠合梁有限元解

刘寒冰1, 时成林1, 2, 谭国金1   

  1. 1.吉林大学 交通学院,长春 130022;
    2.吉林省交通科学研究所 科研开发中心,长春 130012
  • 收稿日期:2015-04-15 出版日期:2016-06-20 发布日期:2016-06-20
  • 通讯作者: 谭国金(1981-),男,副教授,博士.研究方向:桥梁检测与加固.E-mail:tgj@jlu.edu.cn
  • 作者简介:刘寒冰(1957),男,教授,博士生导师.研究方向:桥梁检测与加固.E-mail:lhb@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51478203); 吉林省科技厅项目(20140520135H); 吉林省交通运输厅项目(2012-1-7); 吉林省重大科技攻关专项项目(20140203002sf).

Finite element solution of composite beam with effect of shear slip

LIU Han-bing1, SHI Cheng-lin1, 2, TAN Guo-jin1   

  1. 1.College of Transportation,Jilin University,Changchun 130022, China;
    2.Scientific Research and Development Center,Jilin Provincial Transport Scientific Research Institute, Changchun 130012, China
  • Received:2015-04-15 Online:2016-06-20 Published:2016-06-20

RICH HTML

0   

PDF (PC)

150

摘要： 为了准确计算叠合梁在荷载作用下的受力、位移,基于弹性力学基本思想和接触理论推导了考虑剪切滑移效应的叠合梁的有限元解。利用该有限元解计算了集中荷载作用下的叠合梁挠度和交界面剪切滑移,并与试验结果进行了对比分析,结果表明:有限元解与试验结果能够较好地吻合,彼此具有较强的相关性,验证了有限元解的准确性和可靠性,为分析叠合梁受力和变形提供了新的计算手段,具有较高的实际推广价值。

关键词: 桥梁工程, 叠合梁, 有限单元法, 剪切滑移, 抗剪刚度

Abstract: In order to accurately calculate the stress and displacement of composite beam under load, based on the elastic mechanics and contact theory, the finite element solution of the beam is derived, in which the effect of shear slip is considered. Using the finite element solution, the deflection and interface shear slip under concentrated loads are calculated. The calculation results are in good agreement with experimental results, which verifies the accuracy and reliability of the finite element solution. This finite element solution provides a new computing tool to analyze the stress and deformation of composite beams with shear slip.

Key words: bridge engineering, composite beam, the finite element method, shear slip, shear stiffness

中图分类号: 

  • U441
[1] 聂建国,余志武. 钢-混凝土组合梁在我国的研究及应用[J]. 土木工程学报,1999,32(2):3-7.
Nie Jian-guo, Yu Zhi-wu. Research and practice of composite steel-concrete beams in China[J]. China Civil Engineering Journal,1999,32(2):3-7.
[2] Turmo J, Lozano-Galant J A, Mirambell E,et al. Modeling composite beams with partial interaction[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2015,114:380-393.
[3] Taig G, Ranzi G. Generalised beam theory (GBT) for composite beams with partial shear interaction[J]. Engineering Structures, 2015, 99(21):582-602.
[4] Ranzi G, Bradford M A. Nonlinear analysis of composite beams with partial shear interaction by means of the direct stiffness method[J]. Steel and Composite Structures, 2009,9(2):131-158.
[5] 聂建国,李法雄,樊健生,等. 钢-混凝土组合梁考虑剪力滞效应实用设计方法[J]. 工程力学,2011,28(11):45-51.
Nie Jian-guo, Li Fa-xiong, Fan Jian-sheng, et al. Practical design method for steel-concrete composite beam considering shear lag effect[J]. Engineering Mechanics,2011,28(11):45-51.
[6] 周勇超,李亮亮,李子青. 钢-混凝土组合梁界面滑移效应变分法求解[J]. 长安大学学报:自然科学版,2013,33(1):39-44.
Zhou Yong-chao,Li Liang-liang, Li Zi-qing. Solution of slip effect of steel-concrete composite beam with variational principless[J]. Journal of Chang'an University (Natural Science Edition), 2013, 33(1):39-44.
[7] 张云龙. 体外预应力钢-混凝土组合梁结构行为的试验研究[D]. 长春:吉林大学交通学院,2005.
Zhang Yun-long. Test study of external prestressed composite steel-concrete beams structure[D]. Changchun: College of Transportation,Jilin University, 2005.
[8] Grognec P L, Quang-Huy N, Mohammed H. Exact buckling solution for two-layer Timoshenko beams with interlayer slip[J]. International Journal of Solids and Structures,2012,49(1):143-150.
[9] Dimitrios P, Jean-Paul L. Design and experimental verification of an innovative steel-concrete composite beam[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2014, 93(6):9-19.
[10] 聂建国,王挺,樊健生. 钢-压型钢板混凝土组合梁计算的修正折减刚度法[J] .土木工程学报,2002,35(4):1-5,11.
Nie Jian-guo, Wang Ting, Fan Jian-sheng. Methods for analysis of composite steel-concrete beams with profiled sheet[J]. China Civil Engineering Journal,2002,35(4):1-5,11.
[11] 周东华,孙丽莉,樊江,等. 组合梁挠度计算的新方法——有效刚度法[J]. 西南交通大学学报,2011,46(4):541-546.
Zhou Dong-hua,Sun Li-li, Fan Jiang, et al. Effective stiffness method for calculation of deflection of composite beams[J]. Journal of Southwest Jiaotong University,2011,46(4):541-546.
[12] 刘寒冰,马辉,刘天明,等.竖向集中荷载作用下钢-混凝土组合梁的解析解[J]. 中国公路学报,2010,23(4):39-44.
Liu Han-bing, Ma Hui, Liu Tian-ming,et al. Analytical solution of a steel-concrete composite beam under vertical loads[J]. China Journal of Highway and Transport, 2010,23(4):39-44.
[1] 惠迎新,毛明杰,刘海峰,张尚荣. 跨断层桥梁结构地震响应影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1725-1734.
[2] 郑一峰, 赵群, 暴伟, 李壮, 于笑非. 大跨径刚构连续梁桥悬臂施工阶段抗风性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 466-472.
[3] 魏志刚, 刘寒冰, 时成林, 宫亚峰. 考虑桥面铺装作用的简支梁桥横向分布系数计算[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 105-112.
[4] 季文玉, 李旺旺, 过民龙, 王珏. 预应力RPC-NC叠合梁挠度试验及计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 129-136.
[5] 宫亚峰, 何钰龙, 谭国金, 申杨凡. 三跨独柱连续曲线梁桥抗倾覆稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 133-140.
[6] 魏志刚, 时成林, 刘寒冰, 张云龙. 车辆作用下钢-混凝土组合简支梁动力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1744-1752.
[7] 张云龙, 刘占莹, 吴春利, 王静. 钢-混凝土组合梁静动力响应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 789-795.
[8] 刘宇, 李鹏飞, 张义民. 紫铜薄壁零件微铣加工变形分析及预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 844-849.
[9] 曹珊珊, 雷俊卿. 考虑区间不确定性的钢结构疲劳寿命分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 804-810.
[10] 谭国金, 刘子煜, 魏海斌, 王龙林. 偏心直线预应力筋简支梁自振频率计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 798-803.
[11] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665-670.
[12] 焦常科, 李爱群, 伍小平. 大跨双层斜拉桥多点激励地震响应[J]. , 2012, 42(04): 910-917.
[13] 辛大波, 王亮, 段忠东, 欧进萍, 李惠, 李忠华. 风雨联合作用下的桥梁主梁静力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 174-179.
[14] 谭国金, 王龙林, 程永春. 基于灰色系统理论的寒冷地区斜拉桥索力状态预测方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 170-173.
[15] 宫亚峰, 程永春, 焦峪波. 基于静力应变及遗传优化神经网络的城市立交桥梁损伤识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 164-169.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发