薄壁箱梁剪力滞效应分析

1、湖南大学土木工程学院高等桥梁结构理论作业3一、题目采用有限元方法对教材P31页算例进行计算，具体分两个工况进行：（1）跨中截面腹板位置作用一对对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5KN；（2）跨中截面腹板位置作用一对反对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5KN。分别计算跨中截面、1/4跨位置截面上的正应力和剪应力分布，并绘制相应的正应力和剪应力分布曲线。二、基本资料桥梁类型：预应力混凝土等截面简支箱梁计算跨径：L0=40m 混凝土：C40剪切模量：G=1.445×104MPa弹性模量：E=3.40×104MPa分析方法：ANSYS软件命令流法三、ANSYS命

2、令流分析（1）工况一（对称集中荷载）命令流finish/clear/title,the analysis of simply supported box-girder!*前处理模块* /prep7!建立几何模型k,1,0,0,0k,2,0,0,2.4k,3,0,0,7.1k,4,0,0,9.5k,5,0,-2.12,2.4k,6,0,-2.12,7.1kgen,2,all,40a,1,2,8,7a,2,3,9,8a,3,4,10,9a,6,5,11,12a,5,2,8,11a,3,6,12,9!定义单元属性et,1,shell63r,1,0.22r,2,0.34r,3,0.30mp,ex,1,

3、3.40e10 !弹性模量mp,gyz,1,1.445e10 !剪切模量!赋予相应的单元属性和材料特性aatt,1,1,1,1aatt,1,1,1,2aatt,1,1,1,3aatt,1,2,1,4aatt,1,3,1,5aatt,1,3,1,6!网格划分mshape,0,2d !采用四边形网格mshkey,1 !采用映射网格esize,0.40amesh,allfinish!*求解模块*/soluantype,static!在跨中腹板位置施加集中荷载allself,node(20,0,2.4),fy,-225500f,node(20,0,7.1),fy,-225500!边界条件allseld

4、k,5,ux,uy,uz,rotydk,6,ux,uy,rotydk,11,uy,uz,rotydk,12,uy,rotysbctran !把实体单元模型的荷载和边界条件，转化到有限元几何模型中solvefinish!*后处理模块*/post1!查看梁的变形allselpldisp,2!查看跨中截面正应力allsel nsel,s,loc,x,19.79,20.01esln,splnsol,s,x!路径方法得到跨中截面正应力分布曲线和数据path,zengyingli_a,2,50ppath,1,20,0,0ppath,2,20,0,9.5pdef,sx,s,xplpath,sxpath,ze

5、ngyingli_b,2,50ppath,1,20,0,0ppath,2,20,0,9.5pdef,sx,s,xprpath,sx!查看跨中截面剪应力allsel nsel,s,loc,x,19.79,20.01esln,splnsol,s,xy!路径方法得到跨中截面剪应力分布曲线和数据path,jianyingli_a,2,50ppath,1,20,0,0ppath,2,20,0,9.5pdef,sxy,s,xyplpath,sxypath,jianyingli_b,2,50ppath,1,20,0,0ppath,2,20,0,9.5pdef,sxy,s,xyprpath,sxy!查看1/4

6、跨截面正应力allsel nsel,s,loc,x,9.79,10.01esln,splnsol,s,x!路径方法得到1/4跨正应力分布曲线和数据path,zengyingli_a,2,50ppath,1,10,0,0ppath,2,10,0,9.5pdef,sx,s,xplpath,sxpath,zengyingli_b,2,50ppath,1,10,0,0ppath,2,10,0,9.5pdef,sx,s,xprpath,sx!查看1/4跨截面剪应力allsel nsel,s,loc,x,9.79,10.01esln,splnsol,s,xy!路径方法得到1/4跨截面剪应力分布曲线和数据p

7、ath,jianyingli_a,2,50ppath,1,10,0,0ppath,2,10,0,9.5pdef,sxy,s,xyplpath,sxypath,jianyingli_b,2,50ppath,1,10,0,0ppath,2,10,0,9.5pdef,sxy,s,xyprpath,sxy根据以上命令流分析提取工况一情况下简支梁模型、正应力分布、剪应力分布如图1-11-5所示。图1-1 箱梁模型图1-2 跨中截面正应力分布图图1-3 跨中截面剪应力分布图图1-4 1/4跨截面正应力分布图图1-5 1/4跨截面剪应力分布图（2）工况二（反对称集中荷载）命令流在工况一和工况二情况下，荷载作

8、用位置相同，只是荷载的作用方向不同，故在工况二条件下的ANSYS命令流与工况一类似，只需把荷载定义部分作以下修改即可（其余命令流不变）：!在跨中腹板位置施加集中荷载allself,node(20,0,2.4),fy,-225500f,node(20,0,7.1),fy,225500根据以上命令流分析提取工况一情况下简支梁模型、正应力分布、剪应力分布如图2-12-5所示。图2-1 箱梁模型图2-2 跨中截面正应力分布图图2-3 跨中截面剪应力分布图图2-4 1/4跨截面正应力分布图 图2-5 1/4跨截面剪应力分布图四、两种工况对应的正、剪应力分布曲线（1）工况一（对称集中荷载）应力分布曲线 、 跨中截面正应力分布 、 跨中截面剪应力分布 、1/4跨截面正应力分布： 、1/4跨截面剪应力分布 （2）工况二（反对称集中荷载）应力分布曲线 、 跨中截面正应力分布 、 跨中截