在筒体结构设计中,经常会遇到“剪力滞后“问题,请教个位专家什么是剪力滞后?
在筒体结构设计中,经常会遇到“剪力滞后“问题,请教个位专家什么是剪力滞后?
2楼
框筒结构有单筒和束筒之分,单筒是梁柱在平台内侧形成的闭合体,束筒是在平台内侧形成的多个闭合体。无论单筒和束筒,腹板框架承担绝大部分剪力而翼缘框架承担绝大部风弯矩,它们之间通过框筒束联系,如果角柱很弱,则达不到上述效果。由于梁的弹性变形,在侧向荷载的作用下,截面并不保持为平面,角柱处轴向变形为最大,离角柱越远的各柱轴向变形为最小,这种现象称为剪力滞后,如图所示。
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3楼
十分感谢liufengvv老师的回答,但我还没有明白剪力滞后理论推导,即高规宣贯资料上讲的“剪力滞后问题,主要原因是由框筒梁的广义剪切变形(含局部弯曲)所致”,这里的广义剪切变形(含局部弯曲)是。。?
再次致谢!!!!!
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4楼
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象。剪力滞后,有时也叫剪切滞后,从力学本质上说,是圣维南原理,它严格地符合弹性力学的三大方程,即几何方程、物理方程、平衡方程。具体表现是,在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后。
剪力滞后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁,在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件。当结构水平力作用下,主要反应是一种应力不均匀现象,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,从而引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近的纵向位移,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。当翼板与腹板交接处的正应力大于按初等梁的计算值,称为正剪力滞,反之为负剪力滞。
忽略剪力滞效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全:如1969-1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱梁失稳或破坏事故。事故发生后,许多桥梁专家对桥梁的设计和计算方法进行了研究和分析,提出这四座桥的计算方法存在严重缺陷,其中一项就是设计中没有认真对待“剪力滞效应”,因此导致应力过分集中造成桥梁的失稳和局部破坏。又如广东省的佛陈大桥、乐从立交桥、江湾立交桥、顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板横向裂缝,据资料显示其主要原因是未考虑剪力滞,致使实际应力大于设计应力,不能满足翼板承载力的要求而出现裂缝
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5楼
获益非浅,谢谢
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6楼
我喜欢2楼的解说方式 --------带图的
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7楼
请问应该采取什么措施来解决这个问题呢????
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8楼
外筒体可采用“密柱深梁”,筒体截面接近正多边型,或圆型,剪滞现象就弱些。但完全消除是不可能的,极力消除是不经济的。设计时必须考虑剪滞影响。
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9楼
厉害,大学毕业多年,未从事设计工作,重温一下,感觉真好!
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10楼
一是采取“密柱深梁”,另就是在单筒内加“隔壁”,也就是化单筒为筒束,可明显减小剪力后滞显现。比如芝加哥的西尔斯大厦(筒束)的剪力滞后效应明显小于纽约世贸大厦。
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11楼
忽略剪力滞效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全:如1969-1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱梁失稳或破坏事故。事故发生后,许多桥梁专家对桥梁的设计和计算方法进行了研究和分析,提出这四座桥的计算方法存在严重缺陷,其中一项就是设计中没有认真对待“剪力滞效应”,因此导致应力过分集中造成桥梁的失稳和局部破坏。又如广东省的佛陈大桥、乐从立交桥、江湾立交桥、顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板横向裂缝,据资料显示其主要原因是未考虑剪力滞,致使实际应力大于设计应力,不能满足翼板承载力的要求而出现裂缝.
英国规范和德国工业标准规范中通过翼缘有效宽度的折减来考虑剪力滞的影响,但是我国现行桥规中仅提及可参照“T”形梁的规定办理,没有箱梁有效宽度的具体规定,因此按 初等梁计算在静、动载作用下纵向弯曲的应力无折减或增长系数可依。目前对于复杂受力的大跨径桥梁,我国设计人员仅凭模型试验或大型有限元技术进行剪力滞分析,如我国的钱塘江二桥、上海南浦大桥、铜陵长江公路大桥等,花费了大量人力物力。但对于一般的工程设计,却忽略剪力滞的影响,致使不断有一些宽箱梁桥出现横向裂缝。
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。有效分布宽度由于开口截面,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。
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。
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