关于剪力滞后效应

本帖最后由 樱花满开 于 2014-6-25 11:55 编辑

关于剪力滞后效应



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什么是剪力滞后效应：
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。

为什么会产生剪力滞后效应： 　　在对称弯曲荷载作用下，如果箱梁具有初等弯曲理论中所假定的无限抗剪刚度（即时变形的平截面假定），那么弯曲正应力沿梁宽方向是均匀分布的。但是，箱梁产生的弯曲的横向力（压应力）通过肋板传给翼板，而剪应力在翼板上的分布是不均匀的，在交接处最大，离开肋板逐渐减小，因此剪切变形沿翼板分布是不均匀的，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，所以其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状，这种现象工程界称之为“剪力滞效应”，见下图。
　　剪力滞造成的结果就是：腹板处的应力水平会高于或者低于初等梁理论算出来的平均应力。



注明：“箱梁产生的弯曲的横向力通过肋板传给翼板”此处的弯曲横向力是沿截面横向的水平力，而对于截面竖向而言，则可以理解为水平剪力。

剪力滞后现象：简单的说，由于箱梁顶板变形使剪力传递存在滞后现象，使其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状，称为剪力滞后现象。剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。

　剪力滞效应：由于宽大翼缘板因变形的存在，使远离梁肋的翼缘不参与梁体承弯工作，产生受压翼缘压应力随着离梁肋的距离增加而减小的现象。

　剪力滞概念:定义为宽翼缘箱形截面受对称垂直力作用时,其上、下翼缘的正应力沿宽度方向分布是不均匀的,这种现象称为剪力滞或剪力滞效应。

　一般规律

　　A.剪力滞后现象越严重，框筒结构的整体空间作用越弱；

　　B.剪力滞后的大小与梁的刚度、结构长宽比等有关。梁刚度越大、结构长宽比越小，剪力滞后越小；

C.框筒结构的整体空间作用只有在结构高宽较大时才能发挥出来。

剪力滞后效应在民用建筑结构中的体现：
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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