梁格法建模助手处理弯箱梁.pdf

“老朱陪您学Civil”应用梁格法建模助手解决弯箱梁空间分析问题 目录目录 一、简述剪力-柔性梁格理论 二、演示应用midas Civil建模助手建模助手进行 预应力混凝土弯箱梁的建模过程 三、单梁模型与梁格模型的结果比较 一 简述剪力-柔性梁格理论 桥梁上部结构 梁式上部结构 梁板式上部结构 分格式上部结构 板式上部结构 剪力-柔性梁格分析 梁格分析 梁格分析 连续梁分析 1.桥梁上部结构的类别及分析方法 一 简述剪力-柔性梁格理论 2.梁格法的基本原理 当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。由于实际结构和梁格体系在结构特性上的差异，这种等效只是近似的，但对一般的设计，梁格法的计算精度是足够的。一 简述剪力-柔性梁格理论 3.单梁、梁格、实体模型支座反力结果比较 比较结果：与实体模型结果相比较，可得出在自重荷载作用下，单梁模型计算的多支座反力结果失真，而梁格模型结果较合理。02000支座1 支座2 支座3 支座4 支座5 支座6 梁格模型（梁格模型（kN）02000支座1 支座2 支座3 支座4 支座5 支座6 实体模型（实体模型（kN）02000支座1 支座2 支座3 支座4 支座5 支座6 单梁模型（单梁模型（kN）一 简述剪力-柔性梁格理论 纵向弯曲纵向弯曲 横向弯曲横向弯曲 扭转扭转 扭转变形扭转变形 图例 弯曲=t=(+)=+剪切 =扭转=2(+)=2+=(3+3)2 33+3+3 4.剪力-柔性梁格作用状态 一 简述剪力-柔性梁格理论 抗弯抗弯（抗弯刚度（抗弯刚度I）抗剪抗剪（剪切面积（剪切面积）扭转扭转（抗扭常数（抗扭常数c）纵梁 相对整体截面的I 腹板剪切面积=2(+)=2+横梁 t=(+)=+=2(+)=2+=(3+3)2 33+3+3 5.纵横梁相关系数 一 简述剪力-柔性梁格理论 6.虚拟边构件及横向构件刚度 =bd=“虚拟虚拟”边构件纵梁为悬臂截面特性的一半边构件纵梁为悬臂截面特性的一半：“虚拟虚拟”边边构件横梁的截面特性按悬臂板平均厚度计算构件横梁的截面特性按悬臂板平均厚度计算(每米宽每米宽):=d=一 简述剪力-柔性梁格理论 7.汉勃利的桥梁上部构造性能经典例题1 一 简述剪力-柔性梁格理论 7.汉勃利的桥梁上部构造性能经典例题2 一 简述剪力-柔性梁格理论 7.汉勃利的桥梁上部构造性能经典例题3 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 1.结构概况 本桥为(22.97+35+22.97)m三跨预应力混凝土连续梁桥。主梁为单箱2室结构，梁宽9.25m.桥梁采用满堂施工、一次落架。通过本例题重点介绍midas Civil软件的梁格法建模助手功能以及结合规范进行PSC设计。桥梁三维几何模型图 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 梁格法建模“烦”点 1.单元数量成倍增加，由只考虑纵梁扩展为考虑纵梁及横梁单元。3.预应力钢束的数量成倍增加。调束的工作量增大，但是可以纵横梁钢 束同时考虑 2.截面特性不再简单的通过截面形状确定，需要考虑等效刚度问题。二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 横向构件布置 斜交：1.小角度箱梁 2.钢筋斜向布置 正交：1.符合实际的受力情况 2.横梁及隔板仍然根据实际情况设置。二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 切向切向 固定支座 纵向固定支座位置 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 在与固定支座的连线上 固定支座 纵向固定支座位置 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 正确输入支座的约束方向 RX RZ RX RZ RZ RZ RY RZ RZ RY RZ RZ RY RZ 1.确定固定支座位置 2.释放固定支座同排其它支座Y向约束 3.释放固定支座同列其它墩支座X向约束 3.释放固定支座同列其它墩支座X向约束 3.释放固定支座同列其它墩支座X向约束 仅约束Z方向 仅约束Z方向 仅约束Z方向 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 跨度选项卡 二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 截面分配 通过选择参考线方便快速的输入各跨的截面变化情况。二 演示应用梁格法建模助手的建模过程 定义活载及特征值计算 三 单梁模型与梁格模型的结果比较 梁格模型与单梁模型结果比较(恒载反力)曲线外侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 870 3878 3878 871 单梁 944 3995 3979 937 差值/梁格-8%-3%-3%-7%曲线内侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 1173 3994 3994 1172 单梁 1105 3899 3892 1111 差值/梁格 6%2%3%5%010002000300040000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 050010001500200025003000350040004500500055000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 差值/梁格 三 单梁模型与梁格模型的结果比较 梁格模型与单梁模型结果比较(恒载+max活载)02000400060000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 差值/梁格 02000400060000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 差值/梁格 曲线内侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 2009 5180 5180 2001 单梁 1862 4964 4958 1867 差值/梁格 8%4%4%7%曲线外侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 1655 5063 5046 1650 单梁 1632 5041 5040 1632 差值/梁格-1.4%-0.4%-0.1%-1.1%三 单梁模型与梁格模型的结果比较 梁格模型与单梁模型结果比较(恒载+min活载)010002000300040000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 差值/梁格 010002000300040000号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 单梁 差值/梁格 曲线外侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 815 3916 3902 806 单梁 738 3799 3799 740 差值/梁格-9%-3%-3%-8%曲线内侧 0号台 1号墩 2号墩 3号台 梁格 1021 3920 3920 1022 单梁 953 3821 3813 963 差值/梁格 7%3%3%6%三 单梁模型与梁格模型的结果比较 梁格模型与单梁模型结果比较（恒载产生弯矩）-10000.0-5000.00.05000.010000.00.01.83.75.57.39.111.012.814.616.418.320.121.923.725.627.429.231.032.934.736.538.340.242.043.845.647.549.351.152.954.856.658.460.262.163.965.767.669.471.273.074.976.778.580.3单梁腹板平均 梁格内侧腹板 梁格中腹板 梁格外侧腹板 1.单梁结果为总效应均分到三个腹板。2.中腹板效应相对边腹板大。3.单梁结果位于中腹板及边腹板之间。一 简述剪力-柔性梁格理论 纵梁纵梁、横梁抗扭刚度、横梁抗扭刚度=2(+)=2+T=-CG 一 简述剪力-柔性梁格理论 横向梁格抗弯抗扭刚度横向梁格抗弯抗扭刚度 t=(+)=+=2t=2+一 简述剪力-柔性梁格理论 扭转变形 剪切变形剪切变形 格室畸变格室畸变=(3+3)233+3+3 =(3+3)233+3+3 一 简述剪力-柔性梁格理论 扭转变形 承受扭转变形的平面框架承受扭转变形的平面框架 斜腹板箱梁斜腹板箱梁 s=一 简述剪力-柔性梁格理论 纵梁等效抗弯刚度计算原则纵梁等效抗弯刚度计算原则 分割分割总体截面的常用方法总体截面的常用方法 强制移轴强制移轴：分割原则：分割原则：各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合。各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合。基基于腹板的划分方式于腹板的划分方式 基基于顶底板的划分方式于顶底板的划分方式 计计算恰当的分割位置算恰当的分割位置