张玉元
- 作品数：16 被引量：68H指数：7
- 供职机构：兰州交通大学土木工程学院更多>>
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- 相关领域：交通运输工程建筑科学理学更多>>
- 梁端约束条件和梗腋对箱梁弯曲简谐振动的影响
- 2023年
- 为分析梁端约束条件和梗腋对箱梁弯曲谐响应的影响,以剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,并计入其对体系总动能的影响。运用Hamilton原理建立了考虑剪切剪力滞效应影响的箱梁弯曲简谐振动变分解析解,引入反映箱梁动力特性的截面应力及挠度放大系数,详细分析梁端约束条件和梗腋对箱梁弯曲谐响应的影响。算例分析表明:不同梁端约束条件和梗腋影响的箱梁谐响应解析解与有限元数值解吻合良好;梁端约束条件越强,附加挠度及翘曲正应力在初等梁计算结果中的占比越大,截面应力及挠度放大系数越小;剪切效应对谐响应的影响大于剪力滞效应,且其差值比随振动频率的增大而增大;梗腋对初等梁谐响应的削弱影响较大,而对剪切剪力滞效应引起的附加挠度、翘曲正应力及放大系数的影响较小,分析梗腋对箱梁弯曲谐响应影响时,可按初等梁振动理论进行计算。
- 张玉元张元海张慧余剑搏
- 关键词：箱梁简谐振动
- 基于换算剪力的变截面箱梁弯曲剪应力计算方法
- 2021年
- 为了简化变截面箱梁剪应力计算方法,运用梁段微分关系和微元体平衡微分方程建立了变截面箱梁剪应力的传统计算方法.在分析各项剪应力横向分布模式之间相似性的基础上,提出截面换算剪力的概念,并引入剪应力分项系数,建立了变截面箱梁剪应力的简化计算方法.变截面悬臂箱梁算例分析表明:简化计算方法得到的剪应力与传统计算方法结果和有限元解吻合程度良好,进而验证了简化计算方法的正确性;弯矩剪应力分量对总剪应力有一定的削弱作用,轴力剪应力分量对其有一定的增大作用;弯矩剪应力分项系数沿纵向逐渐减小,且其在总分项系数中占比较大,轴力分项系数沿纵向逐渐增大,且其占比甚小.因此,在计算变截面箱梁剪应力时主要考虑剪力和弯矩的影响.
- 张玉元张元海张慧
- 关键词：变截面箱梁剪应力
- 后张法预应力混凝土梁曲线钢束锚固损失的精确分析被引量：12
- 2018年
- 为了改进后张梁曲线钢束锚固损失计算方法,通过分析钢束微段的平衡,利用变形协调条件及应力连续条件,导出了后张梁曲线钢束锚固损失的精确计算公式。在导出的精确公式的基础上,分析了钢束张拉时的摩阻作用与锚固时的反摩阻作用之间的差别,指出了现行桥梁设计规范中锚固损失计算方法的近似性和不合理性。通过简支梁和连续梁钢束算例,对比了现行桥梁设计规范中的锚固损失计算方法及误差。研究结果表明:钢束锚固时的反摩阻作用小于张拉时的摩阻作用;现行铁路桥梁设计规范中的简化计算方法具有较好的计算精度,而现行公路桥梁设计规范中的简化计算方法会导致很大偏差;按现行公路桥梁设计规范中给出的简化公式计算的反摩阻影响长度可超过精确值70%以上,钢束端部的锚固损失计算值小于精确值30%以上;从简化计算考虑,建议设计公路桥梁时采用现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法。
- 张元海郭臣东张玉元
- 关键词：预应力损失锚固损失后张梁
- 考虑梗腋影响的箱形梁剪力滞效应分析被引量：8
- 2020年
- 为了分析梗腋对箱形梁剪力滞效应的影响,选取剪力滞效应引起的挠度变化为广义位移,在引入梗腋特性参数的基础上,运用能量变分法建立了考虑梗腋影响的箱形梁剪力滞效应控制微分方程,结合边界条件导出了集中和均布荷载作用下考虑梗腋影响的简支箱梁剪力滞效应解析解。基于某一实际工程算例,详细分析了梗腋及其参数变化对箱形梁剪力滞效应的影响。研究结果表明:考虑梗腋的计算结果与有限元数值解吻合更好;梗腋对箱形梁挠度和上翼板应力的削弱程度较大,对剪力滞系数的削弱程度较小;梗腋特性参数对剪力滞效应的影响近似呈线性分布;考虑梗腋时均布荷载作用下简支箱梁跨中截面顶板肋处的纵向应力减小了19.2%,跨中截面挠度变化和总挠度减小了12.4%和11.3%。
- 张玉元余剑搏张元海
- 关键词：箱形梁剪力滞效应能量变分法
- 梁端约束条件对箱形梁剪力滞效应的影响被引量：10
- 2018年
- 为了揭示梁端约束条件对箱形梁剪力滞效应的影响,选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,在箱形梁横截面上引入3个翘曲位移修正系数,运用能量变分法建立了关于附加挠度的控制微分方程及边界条件,导出了均布荷载作用下相应于不同梁端约束条件的箱形梁剪力滞系数和附加挠度解析解.结合数值算例,详细分析了梁端约束条件对剪力滞系数和附加挠度的影响.研究结果表明:该研究计算结果与有限元计算结果吻合良好;梁端约束程度越强,剪力滞系数横、纵向分布曲线越陡峭,剪力滞附加挠度纵向分布曲线越平缓;正、负弯矩区的剪力滞系数纵向分布规律与相应的简支箱梁和悬臂箱梁类似;与简支箱梁相比,一端固定另一端简支的箱梁和两端固定的箱梁跨中截面顶板与腹板交汇处的剪力滞系数分别增大了12.86%和25.63%,跨中截面的剪力滞附加挠度分别减小了13.79%和25.60%.
- 张玉元张元海张慧
- 关键词：薄壁箱梁能量变分法剪力滞系数
- 以附加挠度为广义位移的双室箱梁剪力滞效应研究被引量：1
- 2018年
- 从剪力滞翘曲正应力自平衡条件出发,引入修正系数对翘曲位移函数进一步修正,选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,将箱梁的剪力滞变形状态从初等梁挠曲变形状态中分离出来作为一种独立的变形状态分析,应用能量变分法建立箱梁截面控制微分方程,结合简支边界条件分别给出集中荷载和均布荷载作用下箱梁附加挠度和初等梁挠度的解析解。数值算例表明,初等梁挠度解和材料力学初等梁挠度解、跨中截面测点本文应力解和文献有限元解均吻合良好,证明将剪力滞纵向翘曲模式与初等梁竖向挠曲模式分离的假设是正确的。挠度研究表明,剪力滞效应对均布和集中荷载跨中挠度分别提高了3.17%和3.73%。
- 张学西郭发蔚张玉元师彬杨娟
- 关键词：单箱双室剪力滞效应能量变分法
- 单箱双室简支箱梁剪切变形剪力滞效应分析被引量：6
- 2016年
- 基于各个翼板选取不同的最大剪切转角差为剪力滞广义位移,考虑剪力滞和剪切变形双重效应,应用能量变分原理推导出双室箱梁受竖向对称荷载时的截面控制微分方程组,采用降阶法并结合边界条件导出相应的闭合解,从力学和数学角度解释剪切变形对箱梁截面纵向应力无影响。以典型的单箱双室简支箱梁为例,利用数值方法和本文解析解方法,研究满跨均布力和跨中集中力荷载作用下,跨中截面剪力滞横向分布规律和高跨比对剪力滞效应的影响规律,研究结果表明:顶(底)板与腹板交汇处表现为正剪力滞效应,单室顶(底)板中心表现为负剪力滞效应;集中力、均布力下跨中截面测点剪力滞系数随高跨比的变化分别呈线性、曲线分布,顶(底)板与腹板交汇处测点剪力滞系数随高跨比的增大而增大,单室顶(底)板中心测点剪力滞系数随高跨比的增大而减小。
- 张慧张玉元张元海
- 关键词：剪力滞效应剪切变形能量变分法
- 考虑剪力滞效应影响的箱形梁弯曲剪应力分析被引量：2
- 2020年
- 为了研究剪力滞效应对箱形梁弯曲剪应力的影响,运用微元体平衡微分方程和位移协调条件建立了考虑剪力滞效应影响的箱梁弯曲剪应力计算方法,结合初等梁理论和剪力滞翘曲解析理论导出了简支箱梁集中荷载作用下的弯曲剪应力解析解.分析表明,翘曲剪应力沿横截面流向与初等梁流向相反,翘曲剪应力对初等梁剪应力具有一定的削弱作用;翘曲剪应力在初等梁剪应力中所占比重较小,l/4截面处翘曲剪应力在初等梁中所占比重最大为2.62%,其影响可忽略不计.
- 张玉元张元海张慧
- 关键词：箱形梁剪力滞效应
- 箱形梁剪力滞效应的分离求解方法及参数影响分析被引量：5
- 2018年
- 选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,将箱梁的剪力滞变形状态从初等梁挠曲变形状态中分离出来,作为一种独立的变形状态进行分析,运用能量变分法建立了以附加挠度为未知量的截面控制微分方程及边界条件;结合简支边界条件分别导出了集中荷载和均布荷载作用下箱梁的附加挠度和纵向应力计算公式.纵向应力分析表明:该文方法计算的应力结果和样条函数法计算的应力结果吻合良好,从而验证了其方法的正确性.挠度研究表明:剪力滞附加挠度由跨中向两侧支点递减;针对于该文算例而言,均布荷载和集中荷载作用下跨中截面的剪力滞附加挠度分别占初等梁挠度的2. 57%和3. 03%;随着高跨比和宽跨比的增大,相应箱梁跨中截面的附加挠度逐渐减小,且宽跨比对附加挠度的影响远大于高跨比的影响.
- 张玉元张元海张慧
- 关键词：薄壁箱梁能量变分法
- 箱形梁剪力滞和剪切效应引起的附加挠度分析被引量：8
- 2018年
- 将箱形梁腹板剪切变形纳入初等梁挠曲变形,在全截面上引入剪力滞翘曲修正系数,重新定义了剪力滞翘曲位移模式。选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,计算外力势能时考虑剪力滞广义位移的影响,应用能量变分法建立了反映剪力滞和剪切效应的控制微分方程,并导出了均布荷载作用下简支箱梁和两跨连续箱梁剪力滞和剪切效应附加挠度的解析解。数值算例表明,本文方法计算的总挠度值与有限元数值解吻合良好,从而验证了本文方法的合理性。算例箱梁剪切附加挠度明显大于剪力滞附加挠度;简支箱梁跨中截面的剪切和剪力滞附加挠度分别占初等梁挠度的2.50%和1.97%,两跨连续箱梁距中支点9l/16截面分别占27.45%和16.87%。
- 张玉元张元海张慧马瑛
- 关键词：薄壁箱梁剪力滞效应能量变分法
