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《簡支梁計算》PPT課件.ppt

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編號:117257702    類型:共享資源    大?。?span id="kywiwiy4em" class="font-tahoma">1.23MB    格式:PPT    上傳時間:2022-07-08
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簡支梁橋設計與計算,第一節(jié) 概述,橋梁工程計算的內容 內力計算橋梁工程、基礎工程課解決 截面計算混凝土結構原理、預應力混凝 土結構課程解決 變形計算 簡支梁橋的計算構件 上部結構主梁、橫梁、橋面板 支座 下部結構橋墩、橋臺,計算過程,第二節(jié) 行車道板計算,一、行車道板的類型 行車道板的作用直接承受車輪荷載、 把荷載傳遞給主梁 分類 單向板 雙向板 懸臂板 鉸接板,二、車輪荷載的分布 車輪均布荷載a2b2(縱、橫) 橋面鋪裝的分布作用 輪壓,三、有效工作寬度 1、計算原理 外荷載產生的分布彎矩mx 外荷載產生的總彎矩 分布彎矩的最大值mxmax,設板的有效工作寬度為a 假設 可得,有效工作寬度假設保證了兩點: 1)總體荷載與外荷載相同 2)局部最大彎矩與實際分布相同 通過有效工作寬度假設將空間分布彎矩轉化為矩形彎矩分布 需要解決的問題: mxmax的計算,影響mxmax的因素: 1)支承條件:雙向板、單向板、懸臂板 2)荷載長度:單個車輪、多個車輪作用 3)荷載到支承邊的距離,2、兩端嵌古固單向板 1)荷載位于板的中央地帶 單個荷載作用 多個荷載作用,2)荷載位于支承邊處,3)荷載靠近支承邊處 ax = a+2x,3、懸臂板 荷載作用在板邊時 mxmin -0.465P 取a=2l0,規(guī)范規(guī)定 a = a1+2ba2+2H+2b,4、履帶車不計有效工作寬度,四、橋面板內力計算 1、多跨連續(xù)單向板的內力 1)彎矩計算模式假定,實際受力狀態(tài):彈性支承連續(xù)梁 簡化計算公式: 當t/h1/4時 : 跨中彎矩 Mc = +0.5M0 支點彎矩 Ms = -0.7M0 當t/h1/4時 : 跨中彎矩 Mc = +0.7M0 支點彎矩 Ms = -0.7M0 M0按簡支梁計算的跨中彎矩,2)考慮有效工作寬度后的跨中彎矩 活載彎矩 恒載彎矩 3)考慮有效工作寬度后的支點剪力 車輪布置在支承附近,2、懸臂板的內力 1)計算模式假定 鉸接懸臂板車輪作用在鉸縫上 懸臂板車輪作用在懸臂端,2)鉸接懸臂板 活載 恒載,2)懸臂板 活載 恒載,第三節(jié) 主梁內力計算,一、恒載內力 前期恒載內力SG1 (主要包括主梁自重) 計算與施工方法有密切關系, 分清荷載作用的結構 后期恒載內力SG2 (橋面鋪裝、人行道、欄桿、燈柱,二、活載內力 活載內力計算必須考慮最不利荷載位置 一般采用影響線加載計算 計算汽車荷載時必須考慮各項折減系數及沖擊系數 通用計算公式,三、內力組合 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 四、內力包絡圖 沿梁軸的各個截面處的控制設計內力值的連線,第四節(jié) 主梁內力橫向分布計算,一、橋面板與主梁分離式橋梁,掛車,汽車,人群,橫向分布系數杠桿原理法,二、橫向分布計算原理,1. 整體橋梁結構必須采用影響面加載計算最不利荷載,2. 為簡化計算,采用近似影響面來加載 近似影響面縱橫方向分別相似,3.加載過程,橫向分布系數,相當于1#梁分配到的荷載,4.近似方法總結內力橫向分布轉化為 荷載橫向分布,軸重,軸重與輪重的關系,各縱向影響線比例關系,5.影響面加載精確方法,軸重,軸重與輪重的關系,各縱向影響線在不同位置的比例關系,6.近似方法的近似程度 近似的原因縱向各截面取相同的橫向分配比例關系 近似程度 對于彎矩計算一般取跨中的橫向分配比例關系 跨中車輪占加載總和的75%以上 活載只占總荷載的30%左右,荷載橫向分布等代內力橫向分布的荷載條件 半波正弦荷載可滿足上述條件,7.常用計算方法 梁格法 板系法 梁系法,三、剛性橫梁法(偏心受壓法),1. 基本假定,將多梁式橋梁簡化為由縱梁及橫梁組成的梁格,計算各主梁在外荷載作用下分到的荷載 橋梁較窄時(B/L0.5)橫梁基本不變形。,2. 變形的分解,1)純豎向位移 2)純轉動,3. 各主梁位移與內力的關系,1)豎向位移時的平衡 2)轉動時的平衡,4. 內外力平衡,5.反力分布圖與橫向分布影響線,反力分布圖 選定荷載位置,分別計算各主梁的反力 橫向分布影響線 選定主梁,分別計算荷載作用在不同位置時的反力,各主梁剛度相等,6. 橫向分布系數,在橫向分布影響線上用規(guī)范規(guī)定的車輪橫向間距按最不利位置加載,7. 本方法的精度 邊梁偏大,中梁偏小,8、考慮主梁抗扭剛度的修正剛性橫梁法,豎向反力與扭矩的關系,轉動時的扭矩平衡,四、鉸(剛)接板(梁)法,1. 基本假定,將多梁式橋梁簡化為數根并列而相互間橫向鉸接的狹長板(梁) 各主梁接縫間傳遞剪力、彎矩、水平壓力、水平剪力 用半波正弦荷載作用在某一板上,計算各板(梁)間的力分配關系。,2. 鉸接板法,假定各主梁接縫間僅傳遞剪力g,求得傳遞剪力后,即可計算各板分配到的荷載,傳遞剪力根據板縫間的變形協(xié)調計算,變位系數計算,橫向分布影響線,各板塊不相同時,必須將半波正弦荷載在不同的板條上移動計算 各板塊相同時,根據位移互等定理,荷載作用在某一板條時的內力與該板條的橫向分布影響線相同,位移互等定理 板條相同,橫向分布系數,在橫向分布影響線上加栽,列表計算、剛度參數計算,為計算方便,對于 不同梁數、不同幾何尺寸的鉸接板橋的計算結果可以列為表格,供設計時查用,半波正弦荷載引起的變形,3. 鉸接梁法,假定各主梁除剛體位移外,還存在截面本身的變形,與鉸接板法的區(qū)別: 變位系數中增加橋面板變形項,4. 剛接梁法,假定各主梁間除傳遞剪力外,還傳遞彎矩,與鉸接板、梁的區(qū)別,未知數增加一倍,力法方程數增加一倍,五、比擬正交異性板法,1、計算原理 將由主梁、連續(xù)的橋面板和多橫隔梁所組成的梁橋,比擬簡化為一塊矩形的平板; 求解板在半波正弦荷載下的撓度 利用撓度比與內力比、荷載比相同的關系計算橫向分布影響線,2、比擬原理,彈性板的撓曲面微分方程,內外力平衡,應力應變關系,應變位移關系,均質彈性板的撓曲微分方程,應力應變關系,應變位移關系,正交異性板,正交異性板的撓曲微分方程,比擬正交異性板撓曲微分方程,正交異性板的撓曲微分方程,比擬正交異性板的撓曲微分方程,比擬原理 任何縱橫梁格系結構比擬成的異性板,可以完全仿照真正的材料異性板來求解,只是方程中的剛度常數不同,3、橫向分布計算,根據荷載、撓度、內力的關系,根據內、外力的平衡,位移互等定理,引入,Kki是欲計算的板條位置k、荷載位置i、扭彎參數 以及縱、橫向截面抗彎剛度之比的函數,已經被制成圖表 制表人Guyon、Massonnet,本方法稱G-M法,查表,表中只有9點值,必須通過內插計算實際位置值,查表值校對,4、彎扭參數計算,抗彎慣矩計算 必須考慮受壓翼板有效工作寬度,抗扭慣矩計算 必須區(qū)分連續(xù)寬板與獨立主梁翼板,五、橫向分布系數沿橋縱向的變化,對于彎矩 由于跨中截面車輪加載值占總荷載的決大多數,近似認為其它截面的橫向分布系數與跨中相同 在電算中縱橋向可以采用不同的橫向分布系數,對于剪力 從影響線看跨中與支點均占較大比例 從影響面看近似影響面與實際情況相差較大,計算剪力時橫向分布沿橋縱向的變化,第五節(jié) 橫梁內力計算,一、橫梁的作用與受力特點 作用: 加強結構的橫向聯(lián)系 保證全結構的整體性,受力特點: 受力接近與彈性地基梁 影響面的正負縱向位置基本一致 影響面值從跨中向端部逐漸減小,1、計算圖式,二、剛性橫梁法計算橫梁,2、橫梁內力影響線,3、作用在橫梁上的計算荷載,按杠桿原理在兩根橫梁間分布,1、橫梁內力影響線,三、剛接梁法計算橫梁,剛接梁法計算出的梁接縫中的彎矩及為橫梁彎矩,2、作用在橫梁上的計算荷載,先將實際荷載展開成正弦級數 再在兩根橫梁間積分,第六節(jié) 主梁變形計算,一、鋼筋混凝土梁橋 計算公式一般簡支梁撓度計算公式 剛度取值0.85EhI0 活載撓度計算時不計沖擊系數(靜活載) 二、預應力混凝土梁橋 剛度取值0.85EhIh 必須考慮預應力產生的撓度,三、撓度驗算與預拱度 活載撓度不超過L/600 恒載+活載超過L/1600時應設預拱度,
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