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文档简介
横梁计算(1) 计算方法概述横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算,考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力,根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载力计算,按钢筋混凝土构件(钢筋混凝土横梁)/预应力构件(预应力混凝土横梁)验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力是否符合规范要求。(2) 荷载施加方法横梁重量按实际施加,同时将纵向计算时永久作用和除汽车、人群以外的可变作用引起的支反力标准值作为永久荷载平均施加在横梁的各腹板位置,汽车、人群荷载在其实际作用范围按最不利加载。当然,用户可以采用其他的荷载施加方法,不必拘泥于上述内容。 (3) 将纵向一列车的支反力作为汽车横向分布调整系数时(注意城市荷载纵向计算的车道数大于4时,计算剪力时荷载乘1.25,故用多列车支反力除横向分布系数较真实),横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。(4) 每m宽人群纵向支反力作为人群横向系数,人行道宽度为纵向宽度,填1,人群集度填1,加载有效区域按实际填。(5) 满人横向系数与人群相同,满人总宽填1预应力构件中单元应力验算应以主应力控制还是正应力控制?主应力主要用来控制构件腹板内部斜裂缝的,铁路规范明确定义截面重心轴处及翼缘板与腹板交接处需要进行主拉应力验算,桥博的计算结果中虽然也给出了主应力值,但是对于单元顶、底缘的主应力可以不受控制,因为一般主应力在单元内部发生。正应力主要是用来控制单元顶、底缘的。使用刚接板梁计算横向分布系数左板和右板惯矩怎么计算出来的啊?对于小箱梁和T梁,就是将上部结构沿纵桥向取1m,在这1m的范围内上部结构拼接处的悬臂接触面积。以T梁为例,就是图中阴影部分的面积计算惯性矩即可。部分支座的反力为0?Q:桥博计算的收缩支反力中部分支座的反力为0,结构自重在各支座处产生的支反力均不为0,可为何支反力汇总列表中收缩反力为0的支座,支反力汇总也为0。A:程序计算各项反力后,将各作用产生的支反力叠加,若某个支座支反力为负,即出现支座脱空时,程序就将这个支座拆除,在其上反向增加一个外荷载,荷载大小等于除收缩之外其余荷载及作用产生的支反力合力,重新计算其余支座的支反力,在各支座支反力汇总时,被拆除的支反力为0,其余支反力为各作用的合力汇总。桥博能否算先张法,与后张法有何不同?在桥梁博士系统中,与后张法相比,先张法的特殊之处,就在于钢束信息里面,其余没有太大差别。在钢束信息里,比较难处理的地方,就是预应力损失的拟和。1 、由于先张法构件不存在l1,所以,管道摩阻系数和局部偏差系数均设为0。2 、对先张法构件,成孔面积设为0。3 、以下,就考虑预应力的损失: (1)l2:可让程序计算。 (2)l3:不能模拟进结构,需手算。 (3)l4:可模拟进结构,需作分析。 (4)l5:与张拉控制应力有关,待张拉控制应力确定后,该项可由程序计算。 (5)l6:可让程序计算。张拉控制应力的大小,应扣除l3,这样l5的值是会偏小的,此时,可调整松弛率。另外,l4的计算,主要考虑毛截面与换算截面的差异。因为先张法从一开始就是按换算截面算的。所以可按下述方法:(1)阶段1:张拉钢束1(虚拟钢束,面积同真实钢束,张拉控制应力设为0),目的是为了下阶段使用换算面积。 (2)阶段2:张拉钢束1(真实钢束,张拉控制应力为扣除l3的值),需调整松弛率修正l3的影响,构件自重也在本阶段计入。 若不考虑毛截面与换算截面的差异,可去掉第一阶段。两种方法,可分别建立模型,对比两种方法下的差异在什么范围内。 另,规范也有说明,“截面性质对计算应力或控制条件影响不大时,也可采用毛截面”,而先张构件,面积一般较大,用毛截面代替换算截面来计算l4,产生的误差是可以接受的。 另外,以上都没考虑锚固长度产生的影响。桥梁博士不支持锚固区内的计算。目前对锚固长度内的应力计算只能人为控制,这一区间内的钢束应力基本上是线性变化的。桥博横向计算原理1、盖梁、横梁计算时桥博模拟的是车轮直接作用在盖梁或横梁上,是一种近似计算的方法,适应于支座比较密集的空心板等。横向分布调整系数一栏填的是纵向一列车作用下的最不利支反力(该值可由纵向计算时,使用阶段支撑反力汇总输出结果里面,汽车MaxQ对应下的竖向支反力,除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得)。加载模式如下图:1.jpg(19.31 K)2010-3-8 7:41:262、盖梁、横梁计算与纵向计算不同之处:第一:加载方式不同,此处为横向计算,桥博自动进行横向最不利布载。 第二:由于一的不同,在活荷载输入时,需要填写“横向加载有效区域”等信息2.jpg(98.31 K)2010-3-8 7:41:263、若是特殊荷载的横梁盖梁计算,应注意我们填入的轴重。为一个轴的重量,而不是一个轮的重量。3.jpg(37.14 K)2010-3-8 7:41:264、若是箱梁的框架分析,则采用横向分布折线系数。4.jpg(37.03 K)2010-3-8 7:41:26折线横向分布计算的依据规范D62的4.1.3条进行计算。5.jpg(24.42 K)2010-3-8 7:41:266.jpg(28.40 K)2010-3-8 7:41:26求折线系数的步骤:1、先求出板的有效工作宽度。桥工P2052、求出折线系数的大小。如何设置预拱度?1、规范条文:1.jpg(24.11 K)2010-3-8 7:25:372.jpg(23.22 K)2010-3-8 7:25:372、预拱度的设置:桥博不能自动判断是否需要设置预拱度,需要用户编制报表,计算出短期荷载效应下的长期挠度和预加力产生的长期反拱值。通过比较先判断是否需要设置预拱度,若需要设置,则按规范值进行计算。 同时,挠度值还必须满足规范6.5.3条的要求:3.jpg(12.24 K)2010-3-8 7:25:373、几个系数的取值4.jpg(12.93 K)2010-3-8 7:25:375.jpg(17.57 K)2010-3-8 7:25:374、桥博报表解析荷载短期效应组合长期竖向挠度(mm)1000*(1.55-0.0025*W)/0.95*(ZSUM+ZSUM+0.7*(DU(iN,58).V)+DU(iN,70).V)ZDEC永久荷载产生的荷载施工临时荷载位移汽车最小剪力下的位移人群最小剪力的位移预加应力产生的长期挠度(mm)1000*2*(ZSUM)ZDEC消除结构自重后的挠度(1000/0.95*(0.7*(DU(iN,58).V)+1.0*(DU(iN,70).V)*(1.55-0.0025*W)汽车最小剪力下的位移人群最小剪力的位移对桥博组合位移全部废弃,仅供用户自定义组合的解释1、对全预应力和A类构件,计算挠度时,按照规范6.5.2条,全截面的抗弯刚度Bo应取0.95EcIo,但桥博直接取的EcIo,所以桥博算出来的单项位移,全界面的抗弯刚度没有进行折减,单项位移、组合位 移结果都是是不准确的,全部废弃。 1.jpg(37.91 K)2010-3-8 7:16:072.jpg(34.56 K)2010-3-8 7:16:072、解决方案:用户可以将桥博输出的值加以修整,除以0.95的折减系数,即可得到正确的单项挠度效应。组合位移的值,用户可以采用报表来完成。3、对于钢筋混凝土构件桥博的挠度计算值无需再进行修正。钢筋硷构件在使用阶段是允许开裂的,挠度验算采用最小刚度原则,即用砖开裂后的最小刚度计算其可能的最大挠度全预应力构件中,普通钢筋输入还是不输入?对结果有多大影响?Q:请教:全预应力构件中,普通钢筋输入还是不输入?对结果有多大影响?A:在老规范中,如果按全预应力设计,普通钢筋用量一般较少,可以不输。新规范下为了满足开裂弯矩的要求,普通钢筋的数量可能比较多,输入与不输入的差异较大。规律倒是没有总结过,只是钢筋量多对截面特性和中性轴高度的影响明显一些,对截面抗力的影响非常显著,按照实际情况输入吧。桥博钢筋估算的两个问题Q、在桥博钢筋估算里面,计算结果可导出,例如上缘、下缘各有钢筋量,但我迷惑的是在布置预应力钢筋时,预应力钢筋并没有通过应该有钢筋量的上缘,但计算结构(验算)时却通过了,难道是混凝土起作用了吗?还是说估算的预应力钢筋只是对跨中的钢筋量?Q、再有做简支梁估算预应力钢筋时输入的横向分布系数只是跨中就可以了吧,然后估计出个大概预应力钢筋量,再验算对吗?不知还有没有其他好招?那连续梁横向分布系数也应该输入跨中横向分布系数吗?(整体截面我明白)A1.如果截面是上缘受压,验算时截面受压区内并不需要配筋的,但规范会规定最小配筋率的,所以估筋时桥博对于钢筋混凝土构件会给出最小配筋率时的钢筋用量。A2、是可以的。但在验算时对于简支梁跨中的横向分布系数和支点的并不同,应该使用折线横向分布系数。具体来讲,跨中横向分布系数计算可以根据结构类型选择不同的方法计算,支点处因为有横梁的存在,可以采用杠杆法计算横梁计算时,其边界约束应该如何控制?Q:在进行5片T形梁组成的桥梁横梁计算时,其边界约束应该如何控制?施工阶段如何输入?请求技术支持!A:端横梁就在支座位置加约束,象连续梁一样,中横梁在每个腹板的位置是弹性约束。横梁看作是支撑在主梁上的连续结构,当力作用于横梁上时,主梁会产生向下的位移。因此主梁应该看作是弹性支撑。横梁的约束应该是弹性约束,具体看范立础的桥梁工程268页。 预应力度的概念Q:预应力度的概念有谁能说明一下吗?桥博里算预应力时结果输出里没有区分A B类构件 总显示裂缝不满足该怎么办 但是按B类算应该可以满足的 这是怎么回是?有详细资料的可以发邮箱吗?A:在现行公路桥规中,对预应力度没有象铁路桥规那样做详细的定义,所以对构件无法使用这一概念进行评估。不过,可以使用规范的限值思想对这一问题进行描述:全预应力构件要求在短期组合下不能出现拉应力;A类构件在短期组合下可以出现拉应力,但不能超过限值,即混凝土不能开裂、长期组合下不能出现拉应力;B类构件在短期组合下可以开裂,但裂缝宽度不能过大。桥博目前是不能计算B类构件的;所以在软件里是看不到报告预应力构件裂缝不满足这样的问题的。我想你看到的估计是开裂弯距不满足,这和是什么预应力构件是两回事。 桥梁特征计算跨径如何获得?Q:桥博使用信息输入时,活载描述中有一项桥梁特征计算跨径,请教大家这个特征计算跨径如何计算?比方说某桥的跨径为190m,那么桥梁特征计算跨径为多大?谢谢。A:桥梁特征计算跨径跟规范上的桥梁计算跨径是一回事,具体数值是两支座之间的距离,城市荷载和公路I、II级荷载中据此确定荷载集度。 桥梁博士能否得到某断面的最不利荷载组合内力的活载加载位置?Q:桥梁博士能否得到某断面的最不利荷载组合内力的活载加载位置。本人在做混凝土斜拉桥主梁节段空间模型计算时遇到这样一个问题,就是需要得到关心断面最不利组合内力下,相应的活载加载位置、节段两个端面的相应内力,以及相应的拉索索力。一般的桥梁程序活载计算都只给出内力包络结果,并给出每个截面发生最大弯矩时相应的剪力和轴力或发生最大轴力时相应的弯矩剪力,或.。midas可以给出每个截面最大内力相应的活载加载位置,也不能给出其他位置相应的内力。但是有活载加载位置就可以按此布载进行一次静力计算,就可以得到其他任一位置的内力了。桥博是否能得到活载加载位置呢?A:可以,在总体信息里指定计算活载单元号,计算完成后在计算文件包里有个文件LoadPos,里面记录着指定单元的加载位置。如果你是采用新公路活载或者城市荷载,使用查看影响线加载是最便捷的方法,因为他们的加载非常简单预应力松弛引起的损失值为什么在各点处的值是定值?Q:在桥博计算中,由预应力松弛引起的损失值为什么在各点处的值是定值?而MADIS里是变值,请问哪个对?A:请你仔细核对一下,如果按新规范计算(松弛率填为0),桥梁博士的松弛损失也是变的,因为每处的钢筋一次损失应力是不同的。当如果是自定义松弛率,那松弛损失全钢束就是一样的,因为这样松弛损失将按照老规范计算,老规范这个松弛损失是不变的。 关于这一点在用户手册上有详细的说明。还有:注意一下松弛率和松弛系数这两个概念上完全不同的参数。双柱盖梁建模Q:用桥梁博士计算混凝土简支梁(板)计算示例集(人民交通出版社) 中的双柱盖梁,计算配筋结果对比,发现控制断面弯矩相差200多KN.n, 问题可能是桥博计算活载横向分布是定义作用范围,而示例中计算活载是由各T板的支点位置为活载作用位置,这样计算应该不会出现这样大的偏差吧?根据JTJ-023-85第4.1.2条按承载能力计算设计时,我觉得软件好象考虑了菏载组合及菏载安全系数;而算例没有考虑菏载组合及菏载安全系数。因而,软件的结果比算例大A:算例中使用的方法和你现在在桥博使用的方法不是一回事,算例中分别用偏心受压法和杠杆法计算的盖梁,而在桥博模型中你使用的是直接影响线加载,当然结果会有差别。如果想使用桥博按照算例的方法加载,需要在盖梁上建立虚拟桥面单元分两个模型处理,模型一用来模拟杠杆法,桥面单元使用简支梁处理。模型二用来模拟偏心受压法,桥梁单元使用连续梁处理(刚度设大)。模型2用来控制悬臂负弯距的设计,模型1用来控制跨中正弯距的设计施工阶段永久荷载产生的钢束应力为什么没有?A:施工阶段永久荷载产生的预应力效应,反映在阶段钢束的预应力弹性压缩损失l4中,即该损失应力中含有施工阶段时间内预应力和外加永久荷载产生的效应。所有的永久荷载作用对钢束来说,都是弹性压缩损失箱型截面的剪应力是如何计算的?Q:请问箱型截面的剪应力计算是如何进行的?闭合截面与开口截面的计算是不一样的,程序是怎样考虑的?A:桥梁博士预应力混凝土剪应力的计算是按规范6.3.3-4公式计算,普通混凝土按开裂体截面公式计算。附加钢筋面积有没有包含原始输入的钢筋面积Q:预应力混凝土梁在安全性验算中,当原始数据输入普通钢筋后,普通钢筋是否参与计算?A:普通钢筋参与计算,并需满足最小配筋率的要求连续梁的横向分布系数A:对于连梁和简支梁计算方法相同,只是刚度取值不同,对于连续梁取等代刚度,具体内容可以看桥梁工程中第四章。平面杆系计算是忽略横向结构和桥面布置的,而计算横向分布系数又必须确定桥面布置,这部分信息放在桥博主程序中显得累赘,所以采取现在这种处理方式截面设计工具中,计算长度如何填写?Q:请问各位高人,桥博说明书中,设计计算工具中截面设计部分,第四个小点中关于计算长度的选取应该如何到值,谢谢!A:该值主要是用来计算偏心距增大系数的。偏心受压构件计算二阶弯矩时用到该值,其取法在材料力学和钢混规范(P33)都有介绍。T梁、箱梁等截面的有效宽度是怎么考虑的?Q:在桥博中,界面的有效宽度是怎么考虑的?如何填写数据?我看了一下桥博的说明书,只有一张不是很清晰的T梁图示,那么,箱梁的有效宽度要如何填写呢?A:有效宽度输入是在截面特征信息描述里。箱梁有效宽度,输入顶缘的bmi之(bm1+bm2+.)或底缘的bmi之和拱桥弯矩折减系数如何实现?Q : 根据D62-2004 第20页4.3.1条,正弯距折减系数需自己考虑,还是系统已经自动考虑?A: 这个需要通过折线横向分布系数自己来考虑。桥梁博士是一个有限元分析软件,因此软件并不知道模型是什么桥,也就无从折减了。钢筋混凝土构件验算时,钢筋应力是如何计算的?Q:简支变连续的结构中,若负弯矩段只用普通钢筋来承担负弯矩,则进行施工应力验算的时候,该截面的应力有些问题请问:钢筋混凝土单元的在施工阶段应力计算是参照了新规范短暂状况应力计算这章节的内容吗(7.2)希望有人能给解释一下,谢谢!A:钢筋混凝土单元短暂状况下的应力是按照规范7.2条计算的。关于桥博中活载产生的位移极值后处理输出的说明在桥博中的,活载产生的位移极值输出在使用阶段使用荷载活载弯距、轴力、剪力极值效应表格中,其中:最大、最小弯距表中的转角位移是该截面的最大、最小活载转角位移,该截面的其他两项位移都是产生最大转角位移工况下对应的竖向位移和水平位移。图中显示的是最大、最小转角位移包络图。最大、最小剪力表中的竖向位移是该截面的最大、最小活载竖向位移,该截面的其他两项位移都是产生最大竖向位移工况下对应的转角位移和水平位移。图中显示的是最大、最小竖向位移包络图。最大、最小轴力表中的水平位移是该截面的最大、最小活载水平位移,该截面的其他两项位移都是产生最大水平位移工况下对应的转角位移和竖向位移。图中显示的是最大、最小水平位移包络图。上述活载位移均没有考虑刚度折减和长期荷载效应的影响“开裂弯矩”应如何理解问: 我用桥梁博士V3.0计算了几座预应力连续梁和预应力简支桥,我发现单元承载力极限状态下中有一项是“开裂弯矩”,我算的所有桥在跨中和支点的地方开裂弯矩都不能满足,而且软件提示需要的钢筋量也是相当惊人的,这一项就不能满足规范,但是极限承载力的富余量是足够的,普通钢筋砼构件很好满足。规范中9.1.12中有明确规定,预应力构件承载力要大于开裂弯矩,我个人绝对这条相当难于满足,不知道对于软件中“开裂弯矩”应如何理解,是不是预应力构件设计中必须要满足这个开裂弯矩?答: 关于预应力构件最小配筋率的问题,我国以往的桥梁混凝土规范都没有这个指标的限定,D62新混凝土规范在指定时,针对公路桥梁在过去二十年内出现诸如结构延性低、抗震性能差、裂缝普遍的问题进行了研究,发现我国设计预应力混凝土普通钢筋配筋率普遍偏低,因此这次规范增加了这一强制行条款9.1.12,对普通钢筋的配筋量进行了调整。 开裂弯距是混凝土结构学里面的一个术语(受规范限制,以往桥梁混凝土教材均没有涉及这个概念), 其含义是当素混凝土截面受拉边缘的混凝土应变达到极限应变时截面上受到的弯距。也就是混凝土受力的第一阶段的末尾。在这个临界条件下,整个截面符合平截面假定的。预应力构件因为有有效预加应力的存在,所以规范里多了这一项。 在混凝土的承载极限强度设计中,为保证适筋破坏,截面的抗力是要大于开裂弯距的。普通钢筋混凝土构件因为没有有效预加应力的问题,所有的规范都是以有效截面百分比的形式表达的。 因为新旧规范在这个问题上差异很大,大多数桥梁工程师对该问题没有理论准备(建筑行业很重视),所以大多数设计者对这个问题感到不好理解。但鉴于本款是强制性条款,建议大家视设计情况还是谨慎对待横向分布调整系数的填入方法一、进行桥梁的纵向计算时:a) 汽车荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数,考虑纵横向折减、偏载后的修正值。例如,对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时,其横向分布系数应为4 x 0.67(四车道的横向折减系数) x 1.15(经计算而得的偏载系数)x0.97(大跨径的纵向折减系数) = 2.990。汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。2多片梁取一片梁计算时按桥工书中的几种算法计算即可,也可用程序自带的横向分布计算工具来算。计算时中梁边梁分别建模计算,中梁取横向分布系数最大的那片中梁来建模计算。 二、进行桥梁的横向计算时a) 车辆横向加载分三种:箱梁框架,横梁,盖梁。1计算箱形框架截面,实际是计算桥面板的同时考虑框架的影响,汽车横向分布系数轴重/顺桥向分布宽度;2横梁,盖梁,汽车荷载横向分布调整系数可取纵向一列车的最大支反力(该值可由纵向计算时,使用阶段支撑反力汇总输出结果里面,汽车MaxQ对应下的最大值,除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得),进行最不利加载。b) 对于人群(或满人)效应,在“横向加载有效区域”中已经填入了人行道分布区域,程序会据此进行影响线加载。人行道宽度填1。横梁、盖梁计算时,这里的人群横向分布系数与汽车的相似,是指单位横向人行道宽度(1m)的支反力。在计算支反力时,这个系数已经考虑人群集度的大小,所以此时窗口中的“人群集度”应该填1。c) 横向加载最终效应(假设汽车车道数输入为3)如果计入车道折减系数则折减系数=0.78(公路技术规范),不计入则=1.0。汽车效应=三辆汽车加载的效应(每辆汽车的总重为1,每轮重1/2)x汽车横向分布系数x车道折减系数。汽车冲击力=汽车效应x冲击系数。(此时用户应自己输入汽车冲击系数,因为横向加载不知道桥梁的实际纵向跨径,但冲击系数是根据纵向跨径计算的.)常见问题解答第一节 直线桥梁设计计算一、一般步骤1 利用本系统进行设计计算一般需要经过:离散结构划分单元,施工分析,荷载分析,建立工程项目,输入总体信息、单元信息、钢束信息、施工阶段信息、使用阶段信息,进行项目计算,输出计算结果等几个步骤。2 结构离散的一般原则:参考使用手册P36。二、总体信息1 极限组合计预应力与极限组合计预二次矩V3.0中预应力二次矩的计算方法仅适用于连续梁,其他结构形式不适用。程序仅考虑竖向边界条件对变形的约束影响(次竖向力产生的弯矩),没有考虑次水平力和次弯距的影响。一般情况下,对于连续梁,应只选择“计入二次矩”,但应保证在形成超静定结构后不能有体系转化;对于一次落架或逐孔施工的结构体系,可以采取一次落架的模型计算。对于大跨度连续刚构体系的桥梁,由于结构的线刚度比较小,二次效应的比重比较小,对于梁体,计不计二次效应对极限组合内力基本影响不大。但对于墩身的计算应分计入预应力和不计预应力两种工况进行偏安全的计算(墩身中没有预应力通过,预应力对墩身的效应就是二次效应了)。2 累计初位移选择此项表示新安装的工作节点将根据邻近节点的累计位移作为本节点的初始位移,对于除悬臂拼装以外的结构在计算时不应勾选该项。一般情况下,对于悬臂施工的结构,要输出位移图的时候,同一节点处,由于施工缝的影响,位移会不连续(有突变)。如果想输出连续的位移图时,可选择此项,此时,输出位移图时,新单元的左节点位移以已浇筑单元右节点累计位移为准来进行输出,这样就可以得到一张连续的位移图(慎用 仅用于出图)三、单元信息1 单元的自重:单元的自重是根据用户指定的截面大小和自重系数在单元安装阶段自动计入的,如果不计入自重,则将自重系数置为0。附加截面的自重是根据附加截面中指定的计自重阶段来计算的。 2 附加截面:附加截面用来模拟结构单元截面的分次施工或不同材料等情况的,附加截面与主截面共同形成有效断面参与结构受力。输入数据图形显示中主、附加截面的横向(自重系数同时影响主、附截面)位置有时出现重叠现象,由于系统没有输入主、附截面的横向相对位置,因此会出现此类情况,这并不影响结构的计算,因为平面杆系计算中不考虑截面对竖直轴的几何特性,因此横向位置没有影响。系统根据用户设定的截面几何特征和材料特征以及施工特征在各施工阶段合成有效截面。3 截面(1)湿接缝用附加截面输入,注意计入自重阶段和参与受力阶段。(2)所有普通钢筋都在主截面中输入,通过不同的安装阶段考虑附加截面内的钢筋,安装阶段填0表示与主截面同时安装。(3)与大气接触的周边长度:若为空心截面,桥博计算的周边长度为外周长加1/2内周长。(4)主截面的施工时间是单元的安装时间。因而主截面必须是首先施工的截面,也即是首先受力的截面。4 有效长度对于受压构件,在此输入杆件的有效长度lo,用于计算偏心受压构件的偏心距增大系数或轴心受压构件的稳定系数。若某偏压构件支点间长度L为10米,平均划分为5个单元,两端固定,则每个单元应输入的有效长度L0 (即规范中构件计算长度L0)应输入0.5*10=5(米),而不是0.5*2=1(米)。5 圬工构件截面由圬工材料组成。程序没有提供默认的圬工材料,需要用户在材料库里面自己定义,且总体信息中不应计算收缩、徐变。6 单元顶缘坐标单元顶缘坐标是指整个断面(包括主、附截面)高度的顶缘,在有主附截面的结构中应予以考虑。7 钢筋距截面边缘的距离钢筋在截面高度上的位置是指整个断面(包括主、附截面)高度中的位置,在有主附截面的结构中应予以考虑。圆形截面钢筋的输入采用环形输入。(距离输入负值代表距上缘距离)8 单元性质1钢筋混凝土:按全截面计算结构内力,按开裂截面计算其应力和强度,验算时将验算裂缝宽度。2预应力混凝土:按全断面计算其应力,按开裂截面验算其极限强度。3组合构件、钢构件:按全断面计算应力。4全预应力构件:预应力混凝土单元验算是否一定要按全预应力构件验算。如果是,则验算时截面不准出现拉应力;如果否,则按A类预应力构件验算。9是否桥面单元程序就是据此确定活荷载作用在哪些单元上。桥面单元的左右节点必须按顺序设置,即左节点在左,右节点在右。注意:如果单元不是桥面单元(比如桥墩单元,挂篮单元等),不能选择该项。四、钢束信息1 钢束锚固时弹性回缩合计总变形指所有张拉端回缩合计值。参考公桥规2004第6.2.3条取值。注意:规范中变形量为单侧张拉的变形量,如果两端张拉,程序中输入的值要乘以2。2 成孔面积用波纹管外径计算3 先张法a) 弹性回缩总变形填12mm,张拉方式为两端张拉。b) 超张拉系数、成孔面积0;c) 成孔方式自定义,管道摩阻系数、局部偏差系数0;d) 传递长度通过预应力筋的起止位置考虑;e) 张拉控制应力张拉控制应力-台座温差损失-同时放张引起的损失四-0.5松弛损失(可以初估0.550Mpa=25 Mpa)以上模拟的方法只对跨中截面验算有效。4 松弛率用户指定钢束的松弛率,例如:如果松弛率为2.5%,则输入2.5;如果选用公路04规范,且松弛率输入为0,则系统自动根据规范6.2.6-1公式计算松弛损失,按低松弛计算,此时松弛系数取用0.3,而松弛率为规范6.2.6-1公式中s4 前面三个系数的乘积,而不是0.3。5 松弛时间指完成全部松弛所需的时间,在各施工阶段的钢束松弛损失按施工时间直线内插计算,04规范填0表示按附录7计算。6 超张拉系数钢束超张拉应力与张拉控制应力的比值。如果此值为0,该号钢束不超张拉。若超张拉5,则超张拉系数填5。7 平弯其中的“z”坐标,用来确定钢束向左(正值)或向右(负值)偏离钢束起点的距离。这种偏离并不使结构产生横向受力的差异,但会影响钢束的损失和伸长量。8 张拉控制应力钢束在张拉端锚固时的有效预应力(应扣除锚口损失),输入正值表示锚固应力,负值表示张拉力。五、施工信息1 灌浆桥博中灌浆对于截面特性的影响是这样处理的:本阶段张拉并灌浆钢束,本阶段按净截面计算,下阶段按换算截面计算。a) 如果钢束未灌浆,则单元的截面特征中将不计入钢束的影响(但扣除预应力钢束管道对截面的削弱),即钢束不与截面共同作用;b) 如果已灌浆,则截面特征中将计入钢束换算截面的影响。2 施工活载与临时荷载临时荷载一般为施工机具等荷载,下一阶段将自动去除(反向作用于结构上)。施工活载一般在需要验算某阶段几种加载情况下,结构安全性是否满足要求,一般只在特殊的阶段需要验算。施工活载一般为堆载、吊车等。两者的区别是,临时荷载将计入本阶段的累计效应中(本阶段结束时结构效应),而施工活载则不计入到本阶段累计效应中,仅在本阶段施工阶段验算中计入到本阶段组合效应中。一般情况下,对于连续刚构,跨中合拢前,施加的水平对顶力、配重等都可以用临时荷载来模拟。3 升、降温升温与降温是作为施工活载处理的,但平均温度是作为永久荷载处理的,平均温度的效应是指前一阶段的平均温度与本阶段平均温度的差值作为本阶段的温度荷载来计算的。施工阶段温度荷载一般在设计阶段不予考虑,因为设计阶段对结构的温度场还不明确,一般在施工控制中才需计算。4 弹性支撑基础与上部结构的共同作用:由于基础受到弹性土压力的影响,基础的刚度同上部结构不同,在分析上下部共同作用时可采用弹性支承来模拟,即先将基础的刚度参数求得,再将此刚度参数输入到支承节点的弹性系数中。5 施工支架的模拟施工中的满堂支架采用单向支承来模拟,可在现浇单元的节点上布置单向支承。注意:同一阶段中,单向支承不宜过多。6 铰的处理结构中各种铰形式的处理采用主从约束来解决。7 临时约束结构施工中各种临时支承可通过边界条件的变化来模拟,为便于用户输入数据,采用直接描述各阶段的外部边界条件,系统自动进行边界支承的安装或拆除。8 施工挂篮结构施工中的挂篮宜直接使用系统提供的挂篮功能解决。挂篮的刚度实际上是比较难模拟的,在系统中,挂篮只作为一个辅助工具,截面图形任意,系统默认挂篮单元安全。需在单元信息里先用单元模拟,然后在全局挂篮编组里进行定义(前进方向、挂篮自重力等),然后才可以用阶段挂篮操作进行调用。挂篮定义时,将其视为静定结构,计算两个吊点力。挂篮的重量可取悬臂最重节段重量的0.40.6。9 移动(坐标)荷载对于结构布置有规律的荷载,如横梁、锚块等,可采用坐标荷载来输入,即采用移动荷载形式处理,避免了单元荷载形成的复杂性。10 拉索张拉力对带索结构,在施工阶段中的索力调整必须指定拉索张拉力的来源,即,或按照用户指定的拉索张拉力,或按照系统根据拉索索力目标自动迭代计算的拉索张拉力(类似于以前的倒退分析),指定拉索张拉力的来源是在优化阶段信息中输入的。拉索的垂度效应已由系统考虑。-回避11 节点刚臂结构节点刚臂是自动形成的,采用各单元共享同一个节点号,注意:一般情况下,连续刚构墩梁固结处,用刚臂来实现。刚臂与三向主从约束的差别就在于,前者,两个节点水平和竖向位移相同,而转角有差别;后者,两个节点,若定义了三个方向的主从约束,则三个方向位移完全相同。六、 使用信息1 收缩徐变时间设定使用阶段收缩徐变计算的时间,使用阶段的收缩徐变效应是指从施工阶段的最终时刻经过在此输入的时间后得到的收缩徐变效应增量。如果不计算收缩徐变,系统将忽略该输入值。系统在进行荷载组合时,将使用阶段的收缩徐变效应作为可选荷载参与组合,即运营初期和后期取最不利效应进行组合。根据公桥规2004的编制理念,使用阶段的收缩徐变时间应为“0”天,而将结构的收缩徐变考虑到施工阶段中,即添加一个较长施工周期,用以完成结构的收缩徐变,而不在使用阶段考虑。注:将该收缩徐变时间放在施工阶段和使用阶段,区别就在于:前者工况下,收缩徐变效应计入最终效应;后者工况下,效应作为可选荷载参与组合。 2 温度效应内力组合时,使用阶段,温度的最不利效应系统是按升、降温最不利值+所有非线性温度效应的最不利值计算的,即升温或降温中对结构的最不利的、三个非线性温度中对结构最不利的,程序取升温(或降温)+非1(或2,或3)。3 不均匀沉降用户输入各可能沉降的约束节点位移,程序自动对各行进行组合。可能沉降的节点,可以是单个节点,也可以是多个节点。多个节点的同一沉降表示这些节点的沉降是同步进行的。4 计入负效应荷载需要计算负效应值的荷载。1温度1-3:对应非线性温度1-3。2定义了非1,再选中计入负效应温度1,等价于定义非1和非4,非4的温度为相应的非1的相反数。3风力、制动力、地震力等:是指用户在“外力荷载描述”中输入的外力。4若相应的荷载没有输入,即它们的“正效应”为0,则它们的负效应也为0。 例如,如果用户定义了风力1,且计入其负效应,则输出时,风力4就是风力1的反号值。但如果用户没有定义风力1-3的荷载值,则风力1-6的效应都为0。注:新规范规定竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。5 横向分布调整系数1)进行桥梁的纵向计算时:a) 汽车荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数,考虑纵横向折减、偏载后的修正值。例如,对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时,其横向分布系数应为4 x 0.67(四车道的横向折减系数) x 1.15(经计算而得的偏载系数)x0.97(大跨径的纵向折减系数) = 2.990。汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。2多片梁取一片梁计算时按桥工书中的几种算法计算即可,也可用程序自带的横向分布计算工具来算。计算时中梁、边梁分别建模计算,中梁取横向分布系数最大的那片来建模计算。 b) 人群荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构人群集度,人行道宽度,公路荷载填所建模型的人行道总宽度,横向分布系数填1 即可。因为在桥博中人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。城市荷载填所建模型的单侧人行道宽度,若为双侧人行道且宽度相等,横向分布系数填2,因为城市荷载的人群集度要根据人行道宽度计算。2多片梁取一片梁计算时人群集度按实际的填写,横向分布调整系数按求得的横向分布系数填写,一般算横向分布时,人行道宽度已经考虑了,所以人行道宽度填1。c) 满人荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构满人宽度填所建模型扣除所有护栏的宽度,横向分布调整系数填1。与人群荷载不同,城市荷载不对满人的人群集度折减。2多片梁取一片梁计算时满人宽度填1,横向分布调整系数填求得的。注:1、 由于最终效应:人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。满人效应= 人群集度x满人总宽度x满人横向分布调整系数。所以,关于两项的一些参数,也并非一定按上述要求填写,只要保证几项参数乘积不变,也可按其他方式填写。2 、新规范对满人、特载、特列没作要求。所以程序对满人工况没做任何设计验算的处理,用户若需要对满人荷载进行验算的话,可以自定义组合。2)进行桥梁的横向计算时a) 车辆横向加载分三种:箱梁框架,横梁,盖梁。1计算箱形框架截面,实际是计算桥面板的同时考虑框架的影响,汽车横向分布系数轴重/顺桥向分布宽度;2横梁,盖梁,汽车荷载横向分布调整系数可取纵向一列车的最大支反力(该值可由纵向计算时,使用阶段支撑反力汇总输出结果里面,汽车MaxQ对应下的竖向支反力,除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得),进行最不利加载。b) 对于人群(或满人)效应,在“横向加载有效区域”中已经填入了人行道分布区域,程序会据此进行影响线加载。人行道宽度填1。横梁、盖梁计算时,这里的人群横向分布系数与汽车的相似,是指单位横向人行道宽度(1m)的支反力。在计算支反力时,这个系数已经考虑人群集度的大小,所以此时窗口中的“人群集度”应该填1。6 横梁计算(1) 计算方法概述横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算,考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力,根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载力计算,按钢筋混凝土构件(钢筋混凝土横梁)/预应力构件(预应力混凝土横梁)验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力是否符合规范要求。(2) 荷载施加方法横梁重量按实际施加,同时将纵向计算时永久作用和除汽车、人群以外的可变作用引起的支反力标准值作为永久荷载平均施加在横梁的各腹板位置,汽车、人群荷载在其实际作用范围按最不利加载。当然,用户可以采用其他的荷载施加方法,不必拘泥于上述内容。 (3) 将纵向一列车的支反力作为汽车横向分布调整系数时(注意城市荷载纵向计算的车道数大于4时,计算剪力时荷载乘1.25,故用多列车支反力除横向分布系数较真实),横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。(4) 每m宽人群纵向支反力作为人群横向系数,人行道宽度为纵向宽度,填1,人群集度填1,加载有效区域按实际填。(5) 满人横向系数与人群相同,满人总宽填1。7 桥面板计算(1) 桥面板横向框架按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算,沿主梁纵向取出1m宽度,将车轮荷载按有效分布宽度计算出作用在每延米桥面板的荷载值,在其实际作用范围按最不利加载。根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载力计算,按A类预应力混凝土构件验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力及整体刚度是否符合规范要求。(2) 汽车荷载按照规范中板的计算算出折线系数,横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。(3) 人群集度按实际填,人行道宽度指顺桥向,填1m,横向分布调整系数填1,横向加载有效区域按实际填。(4) 满人横向分布系数填1,满人总宽填1。8 盖梁计算与横梁的算法相同,可以不考虑支座传力的实际模型,偏安全计算,也可以建立虚拟的桥面单元,虚拟立柱与盖梁用主从约束连接。9 自设定冲击系数新规范中,冲击系数大小0.050.45, 由结构基频算出。我们采用新规范进行计算时,需自己计算该值大小并填入。此时,计算出的汽车效应不包括冲击力的影响,汽车冲击力可由该值乘以冲击系数得出。如果该项没有填写,系统仍按照老规范自动根据影响线加载长度计算汽车的冲击系数。老规范时,可以自己输入,或不填,让程序计算。总之,如果该项填写了,输出的汽车单项不包含冲击力;若没填写,输出的汽车单项包含冲击力(如果冲击力不为0)。注:程序工具菜单下的计算冲击系数的工具,是按老规范计算的,即根据跨径计算。目前,程序还没有按新规范计算冲击系数的工具。七、有关输出1 单元信息(1) 钢筋混凝土构件的单项荷载应力不具备可加性,仅供参考使用;配筋结果只在计算类别为估算配筋面积时才有;裂缝宽度只在钢筋混凝土构件设计进行输出。(2) 裂缝计算中对骨架钢筋直径应乘以1.3的系数系统没有考虑,用户可通过等代钢筋直径来解决,即保持面积不变,变化直径和根数;(3) 构件抗裂验算中已经考虑了现浇和预制预应力混凝土构件的算法不同;(4) 强度验算有关抗力R:当受力性质为受弯构件时,R指的是弯矩,要与Mj来进行比较;受力性质为偏压时,R指的是轴力,要与Nj 进行比较。对于预应力混凝土构件,最小配筋率的验算也放在了这里。关于钢筋混凝土构件,对于配筋率大小的显示,目前是存在问题的:有时候,四个值都会显示为0,有时候会有两个值显示大小(此值即为实际的大小),我们遇到这个问题的时候,注意一下就可以了,程序计算还是按实际输入的来计算的,只是结果显示上可能不能完全正确的显示。2 施工阶段信息施工阶段单项效应仅指本阶段的效应,不累计前面的该单项效应;施工阶段累计效应指本阶段与前面几阶段的累计。3 使用阶段信息关于使用阶段中的结构重力、预应力、收缩、徐变效应说明 结构重力:最后一个施工阶段的结构累计内力,即成桥内力,包括施工阶段中的结构自重、永久荷载、收缩、徐变和预应力效应; 预应力:结构中的预应力钢筋在使用阶段的期间内,由于结构的收缩徐变产生的预应力损失而产生的结构效应; 收缩、徐变:结构在使用阶段的期间内,由于收缩徐变产生的结构效应。八、辅助工具1 抗剪计算(1) 抗剪计算是针对新规范的。(2) 模型的截面内力、腹板宽度、截面高度和钢束信息可直接装载,而其它一些信息则需要自己输入。(3) 要进行抗剪计算,需在总参里指定计算斜裂缝(下缘)的位置,否则无法进行计算。(4) 有竖向预应力筋时,不计箍筋抗剪。没有竖向预应力筋时,其信息不要输入。即使将根数都输成0,算出的结果也会失真,配箍率会为0。(5) 抗剪计算汇总结果里面,设计剪力对下缘受拉的构件来讲指斜裂缝承压端的剪力值,对上缘受拉的构件来讲指的是该处的剪力值。而左下角内力里面剪力值指的是验算截面处的。好多用户不明白为什么左下角剪力值与同坐标处计算结果里面剪力值有时会不一样,原因就在此。2 横向分布工具l 在计算汽车的横向分布系数时,不同类型的汽车计算结果是相同的,挂车类同。l 人群集度只用来确定是否计算,如果输入0,则表示不计算人群的横向分布系数,非0值表示计算,其量值可以随意。l 活荷载信息中的桥面中线与结构的中线是两个概念,无联系。注:如果分隔带的宽度为0,则表示其相邻左右侧桥面连续,例如如果中央分隔带的L1+R1=0,则汽车在左右车道上连续分布,总车道数=左车道数+右车道数。此时只要保证左、右汽车道数总和不变,结果不变。应特别注意桥面中线距首梁距离:用于确定各种活载在影响线上移动的位置。对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离;对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离。该值要与桥面描述中的值相匹配,这里要分清L,R的关系。九、其他一些易错问题及程序默认的设置1调束(1) 调束文件既可以用来调整钢束坐标与数量并实时观察结构效应变化,也可以作为钢束快速输入的工具。用作后者时,主程序计算时,需先生成调束信息才行,也即至少要指定一个调束阶段,以便生成调束信息。(2) 要用调束,钢束必须以导线输入。2 挂篮(1)一个块段的施工一般可以模拟成一下几个工况: 1、挂蓝前移、就位 2、绑扎块段钢筋、立模 3、浇注块段混凝土,养护混凝土 4、张拉预应力筋在桥博软件中有几种挂蓝操作方式,其中介绍二种方法:a)基本方法:第N块段施工:1、 n阶段:模拟挂蓝安装帮扎钢筋、立模、浇注混凝土。如果不是第一次安装挂蓝,可以同时在这个阶段中拆除上一阶段的挂蓝。如果本阶段不是第一个施工阶段,对于现浇梁,本阶段的施工时间要大于加载龄期(真实时间)2、 新建n+1阶段:挂蓝加载,以模拟混凝土的浇注;输入单元号和单元自重系数。3、 新建n2阶段:转移锚固,同时安装块段单元,张拉本阶段预应力钢束,模拟张拉脱模的工况。本块段操作完毕,重复nn+2阶段的内容,进行N1块段的施工。注:在设计阶段,可以采用挂蓝加载的方法计算结构的内力,但在施工控制阶段,由于挂
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