剪力滞后与有效分布宽度
在箱梁中,肋处的剪力流向板中传递过程,有剪力滞后现象,称之为剪力滞效应,剪力滞概念与有效分布宽度相同,前者用不均匀应力表示,后者用一等效板宽表示。其实,剪力滞效应和T型梁的有效分布宽度是同一回事,都是由于腹板的剪力流使得上翼缘的应力分布不均匀。只是T型梁用有效宽度来简化这一现象。在桥梁的箱型截面中这一现象较突出,但当跨宽比较大或者截面腹板惯性矩与翼缘惯性矩之比较小时尤其严重,一定要考虑。高层和这个类似,高层倒小与桥梁的箱型截面其实一回事。有效分布宽度用于开口截面,剪力滞多用于封闭截面。剪力滞有正剪力滞与负剪力滞之分。剪力滞影响结构设计,需将设计值提高。
剪力滞的概念是一般狭窄翼缘的剪切扭转变形不大,其受力性能接近于简单梁理论的假设,而宽翼缘因这部分的变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参予沉弯工作,也即受压翼缘上的压应力随着离梁肋的距离增加而减少,这种现象就成为“剪力滞后”,简称剪力滞效应。
为了使简单梁理论能够用于宽翼缘梁的分析,故对翼缘定出个“有效翼缘宽度”翼缘的有效宽度为假设的翼缘宽度,沿其宽度上受均匀压缩,其压缩值如同在同样的边缘剪力作用下的实际翼缘的受载边缘数值一样。另外,有效宽度可以视为理论的翼缘宽度,该理论翼缘承受具有均匀应力的压力。该均匀应力与原型宽翼缘处的应力峰值相等,而且总压力值相等。
在框筒结构中,结构整体可以看成一个箱形的悬臂构件。在水平力作用下,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等:远离腹板框架的柱轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律。这就是一种剪力滞后效应。 |