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看大家对横向力分布系数计算疑惑颇多,特在这里做一期横向力分布系数计算教程(本教程讲的比较粗浅,适用于新手)。总的来说,横向力分布系数计算归结为两大类(对于新手能够遇到的):1、预制梁(板梁、T梁、箱梁)这一类也可分为简支梁和简支转连续2、现浇梁(主要是箱梁)首先我们来讲一下现浇箱梁(上次lee_2007兄弟问了,所以先讲这个吧)在计算之前,请大家先看一下截面这是一个单箱三室跨径27+34+27米的连续梁,梁高1.55米,桥宽12.95米!!支点采用计算方法为为偏压法(刚性横梁法)mi=P/n±P×e×ai/(∑aixai)跨中采用计算方法为修正偏压法(大家注意两者的公式,只不过多了一个β)mi=P/n±P×e×ai×β/(∑aixai)β---抗扭修正系数β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2Ii)其中:∑It---全截面抗扭惯距Ii---主梁抗弯惯距Ii=KIi`K为抗弯刚度修正系数,见后L---计算跨径G---剪切模量G=0.4E旧规范为0.43EP---外荷载之合力e---P对桥轴线的偏心距ai--主梁I至桥轴线的距离在计算β值的时候,用到了上次课程我们讲到的计算截面几何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩,可以采用midas计算抗弯和抗扭,也可以采用桥博计算抗弯,或者采用简化截面计算界面的抗扭,下面就介绍一下这种大箱梁是如何简化截面的:简化后箱梁高度按边肋中线处截面高度(1.55m)计算,悬臂比拟为等厚度板。①矩形部分(不计中肋):计算公式:It1=4×b^2×h1^2/(2×h/t+b/t1+b/t2)其中:t,t1,t2为各板厚度h,b为板沿中心线长度h为上下板中心线距离It1=4×((8.096+7.281)/2)^2×1.34^2/(2×1.401/0.603+8.097/0.22+7.281/0.2)=5.454m4②悬臂部分计算公式:It2=∑Cibiti3其中:ti,bi为单个矩形截面宽度、厚度Ci为矩形截面抗扭刚度系数,按下式计算:Ci=1/3×(1-0.63×ti/bi+0.052×(ti/bi)^5)=1/3×(1-0.63×0.26/2.2+0.052×(0.26/2.2)^5)=0.309It2=2×0.309×2.2×0.26^3=0.0239m4③截面总的抗扭惯距It=It1+It2=5.454+0.0239=5.4779m4大家可以用midas计算对比一下看看简化计算和实际能差多少??先计算一下全截面的抗弯和中性轴,下面拆分主梁需要用的到采用桥梁博士V2.9版中的截面设计模块计算全截面抗弯惯距,输出结果如下:桥梁博士---截面设计系统输出文档文件:D:\27+34+27.sds文档描述:桥梁博士截面设计调试任务标识:组合截面几何特征任务类型:截面几何特征计算------------------------------------------------------------截面高度:1.55m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料:JTJ023-85:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04MPa换算面积:7.37m2换算惯矩:2.24m4中性轴高度:0.913m沿截面高度方向5点换算静矩(自上而下):主截面:点号:高度(m):静矩(m××3):11.550.021.161.7730.7751.8340.3881.5850.00.0------------------------------------------------------------计算成功完成结果:I全=2.24m4中性轴高度H=0.913m下面来讲一下主梁拆分的原则:将截面划分为τ梁和I梁,保持将两截面中性轴与全截面中性轴位置一致。τ梁和I梁顶板尺寸在两肋间平均划分。由于中性轴位置不变,可计算底板尺寸,具体尺寸见附件I梁和T梁对于I梁248.5×22×52.8+45×15×36.8+41.8^2/2×40=(2x+40)×20×81.2+20×15×66.2+71.2^2/2×40解的x=49.9cm对于T梁x=785/2-2×49.9-40=252.7cm采用桥梁博士V2.9版中的截面设计模块计算τ梁和I梁抗弯惯距输出结果如下:I梁:桥梁博士---截面设计系统输出文档文件:C:\ProgramFiles\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.sds文档描述:桥梁博士截面设计调试任务标识:组合构件应力验算任务类型:截面几何特征计算------------------------------------------------------------截面高度:1.55m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料:JTJ023-85:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04MPa换算面积:1.43m**2换算惯矩:0.446m**4中性轴高度:0.897m沿截面高度方向5点换算静矩(自上而下):主截面:点号:高度(m):静矩(m**3):11.550.021.160.35330.7750.36440.3880.31550.00.0------------------------------------------------------------计算成功完成τ梁:桥梁博士---截面设计系统输出文档文件:C:\ProgramFiles\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.sds文档描述:桥梁博士截面设计调试任务标识:组合构件应力验算任务类型:截面几何特征计算------------------------------------------------------------截面高度:1.55m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料:JTJ023-85:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04MPa换算面积:2.31m**2换算惯矩:0.713m**4中性轴高度:0.908m沿截面高度方向5点换算静矩(自上而下):主截面:点号:高度(m):静矩(m**3):11.550.021.160.55730.7750.57840.3880.50750.00.0------------------------------------------------------------计算成功完成算得I型梁=0.446m4T梁=0.713m4在计算拆分后的I梁或者T梁的抗弯惯矩时,由于结构是多跨连续梁,所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨:边跨=34:27=1.259:1查《梁桥下册》P204页等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表:跨度比二跨连续梁三跨连续梁四跨连续梁L21边跨L1中跨L2边跨L1中跨L2边跨L1中跨L20.81.4971.7891.01.3921.3921.4291.8181.4321.861.11.3661.4171.4041.8761.4041.891.21.3431.4421.3821.8311.3811.9191.41.3061.4481.3442.0341.3411.9741.51.291.511.3282.0791.32421.61.2761.5291.3142.1251.3092.0221.81.2521.5671.2892.2091.2822.0792.01.2311.61.2672.2861.2622.105内插得项目边跨中跨K1.3711.891求取β值中跨:β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2Ii)=1/(1+34^2×5.4779×0.43E/(12×E×2×(1.245^2×0.446+3.888^2×0.713)×1.891))=0.1605边跨:β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2Ii)=1/(1+27^2×5.4779×0.43E/(12×E×2×(1.245^2×0.446+3.888^2×0.713)×1.371))=0.1802这样通过上面计算出的结果就可以利用偏压法公式和修正偏压法公式计算横向力分布系数了,在这里就不再多多的描述,大家可以看附件中的word文档,那里面有详细的过程!教程写的有点乱,不知道大家看的怎么样,希望大家有什么问题跟帖,欢迎大家批评指正!!:)下面我们来讲一下预制梁的横向力分布系数计算从上面我能看出常见的预制梁包括板梁、小箱梁、T梁跨中横向力分布系数:对于板梁和小箱梁由于横向联系比较薄弱,所以采用铰接板梁法对于T梁有横隔板比较多,认为是刚接,所以采用刚接板梁法梁端横向力分布系数:通常采用杠杆法下面就讲一下30米简支转连续T梁横向力分布系数计算:主梁横断面见附件桥博计算横向力分布系数计算需要输入的数据见附件包括主梁宽、抗弯、抗扭、左板长、左板惯矩、右板长、右板惯矩、主梁跨度G/E等首先计算主梁的抗弯抗扭惯矩(中梁、边梁断面尺寸见附件,梁高200cm)中梁:=====================================================MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE==(TueJun1720:45:162008)==-=========================================================================================================UNIT:KN.M========================================================================================================*Section-P1(PLANE)====================================================*A:0.856000000000*Asx:0.400980727409*Asy:0.354751134759*Ixx:0.422696666511抗弯惯矩*Iyy:0.142340833333*Ixy:0.000000000000*J:0.014830056019抗扭惯矩----------------------------------------------------*(+)Cx:1.075000000000*(-)Cx:1.075000000000*(+)Cy:0.702359813084*(-)Cy:1.297640186916----------------------------------------------------*(+)1/Sx:2.543194884581*(-)1/Sx:2.543194884581*(+)1/Sy:4.934352263060*(-)1/Sy:9.116429604407====================================================边梁:=====================================================MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE==(TueJun1720:48:082008)==-====================================================================================================
本文标题:截面几何性质计算2
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