梯形槽梁空间力学性能分析的理论解法

研究目的:本文综合考虑剪切变形和剪力滞效应，特别是引入剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件，继而以能量变分法为基础获得梯形槽梁竖向弯曲的解析解，基于此精细化分析该类结构的空间力学行为。因而，本文理论深入反映梯形槽梁的力学机理，且与有限元数值解相比较，从而验证本文理论的有效性。研究结论:(1)相对于中性轴(x轴),由于梯形槽梁横向不对称性突出，因而若未考虑剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件，常用传统剪滞理论难于真实反映该类结构的受力机理；(2)与传统剪滞理论相比较，本文理论槽形梁剪滞效应与初等梁理论无耦合关系，且其计算精度明显提高；(3)剪滞效应不仅对槽形梁底板正应力有影响，而且对其腹板的影响也不可忽视；(4)若槽形梁断面尺寸确定，其剪滞效应对腹板和翼板的应力贡献不受跨径大小影响；(5)本文方法对梯形槽梁钢筋和预应力筋的设计具有指导作用，进而提高其耐久性。