梁格模型梁格的划分应综合考虑的因素
谈谈梁格法

谈谈梁格法目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种:1、空间梁元模型法2、空间薄壁箱梁元模型法3、空间梁格模型法4、实体、板壳元模型法第一种方法,是不能考虑桥梁的横向效应的,使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。
第二种方法,是第一种方法的改进,主要区别是采用了不同的单元模型,考虑了横向作用如翘曲和畸变。
第四种方法,是解决问题最有效的方法,能够考虑各种结构受力问题。
第三种方法,是目前设计及科研中常采用的方法,其特点是容易掌握,且对设计能保证足够的精度,其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法,能充分考虑弯桥横向的受力特性。
剪力-柔性梁格法的原理是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时,由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。
其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型,用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性。
对于梁格法的讨论这里也有不少帖子进行了讨论,实际与梁格之间的等效关系,主要表现在梁格各个构件的刚度计算上,理论上,原型和等效梁格承受相等的外荷载时,必须具有恒等的挠曲和扭转,等效梁格中每一构件的内力也必须等于该构件所代表的原型截面的,事实上这种理想状况是达不到的,模拟也是近似的,但事实是按梁格计算能把握住结构的总体性能,对于设计来说应该是能满足精度的。
梁格也是近似的模拟,只要计算者能够和好的模拟了横向纵向的特性,应该是可以作为设计依据的。
你在这里说的横向的切分使得预应力产生的次内力问题我不太清楚你指的什么,但是只要横向的刚度业等效了原型,对于计算应该不会出现逆所说的结构内力失真,这条可以通过结果验证。
当然任何结构,只要不怕麻烦都可以用实体单元来分析,只要正确模拟,实体分析也是最精确的,但是对于这种模型要准确模拟可不是一件容易的事,并且预应力的损失计算,施加等等都非常麻烦,还有最后结果的查看也不方便,因此除了结构局部的分析,一般是没有拿实体来进行全桥的整体分析的,至于说单梁我也说了,有些时候精度是可以的,但是对于这种结构相对于梁格来说单梁的精度是不如梁格的。
midas心得
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midas civil心得1、今天同事发现midas中当张拉钢束时当前阶段灌浆即下0个阶段灌浆(默认是这样),计算出来的等效面积和惯距是考虑钢束转化成混凝土后的面积,所以应该输入下1个阶段灌浆。
2、时间依存材料(徐变收缩)中28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值单位一定要看好,否则输入小了,总是提示你约束有误,我就犯了两回这样的错误,在边界条件上找了半天没有发现错误,其实是这个标号输入太小。
3、对于新手初次使用midas,一定要注意单位,记得一次有个同事在cad里划分好单元(单位mm),导入midas中用的单位是mm,导入后就是什么也没有,找了半天发现是单位不对,像用spc计算截面特性同样应该注意这个问题。
4、在进行抗震分析时,如果阵型始终达不到质量的90%,建议在特征值分析控制中采用多重ritz向量法。
5、静力荷载工况中除了温度和温度梯度,其他荷载都使用施工阶段荷载!!6、预应力钢束特性值中导管直径如果输入错误(我曾经给输入大了100倍,主梁断面给扣了所剩无几),结果计算出恒载反力出现负值!!7、移动荷载分析控制数据中计算位置杆系单元应点选内力(最大值+当前其他内力)及应力。
变截面组定义时的注意本人在学习中有所体会,写出来供大家一起学习讨论,也避免其他人和我一样走一些弯路。
1、PSC数值形截面(即从CAD中导入的截面)不能定义为变截面组,若将其指定为变截面组则不能作分析且不能转变为变截面.所以对于变截面问题要直接输入截面,不能导入。
2、从CAD中导入截面时,应注意:a.单位要正确,即导入前在cad中定义的单位,和导入时要统一。
b.所绘制的截面不能包含面域,否则在截面特征管理器中就无法显示定义为面域的那块,而且图形要是封闭的。
c.导入的步骤,首先用generate命令选中图形,在进行计算划分网格,最后输出保存,即可在截面对话框中导入数值型截面。
地基弹簧的模拟问题?地基弹簧只能受压,根据其特点,用只受压的弹性连接是最合适的,但是在有限元计算过程中会出现一个自由度奇异的问题。
迈达斯梁格法讨论
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1.在用桥博进行梁格法计算时,在单元的截面信息中输入的自定义抗扭惯性矩是整个纵向构件单元截面的抗扭惯性矩,还是如【桥梁上部构造性能】中所提,不包括腹板在内的仅由顶、底板构成的抗扭惯性矩?答:我曾经对同一座简支弯桥分别用桥博单梁、梁格和MIDAS单梁、梁格建模计算进行比较分析。
结果表明:1、仅考虑恒载的情况;对于梁格法,无论是桥博还是MIDAS,内力而言,四种模型计算结果弯矩结果一致(我所说的一致指误差在5%以内),程序无法提供腹板剪力流产生的扭矩,在手动计算并组合后,两种程序梁格法计算的扭矩结果一致,且均较单梁计算的扭矩略偏大,约10%左右(这应该是由于刚度模拟误差产生的),由此可以得出汉勃利对于梁格法力学理论的阐述是正确的,因此,对于梁格法,我个人的观点,其可以考虑弯扭耦合而得出较精确的弯矩并指导整体受力配筋是没有疑问的,问题在于,梁格法扭矩需修正的适用性,我们可以通过手动计入两侧腹板剪力流产生的扭矩来得到较为正确的扭矩并无异议,但对于很多情况这并不利于直接指导我们设计,比如我们需要观察扭矩包络图来判断弯桥偏心的设置时,会发现我们直接用单梁模型可以更为节省时间和精力(至少无需你去修正组合)而得到可以直接应用的数据,单梁的缺陷在于不能正确考虑各片梁实际受力的差异,但这并不影响整体的设计,比如偏心的设计,整体抗扭性能的评估,而在细节上的处理,我们需要用梁格法的计算去确保安全。
2、关于活载的情况,梁格法而言,出于分析对比,我也用桥博和MIDAS分别计算了活载下的关键截面扭矩对比,在这里就不说弯矩了,因为结果比较吻合(8%的差别)。
MIDAS自定义车道比较方便,可以同时考虑多种工况,这比桥博方便许多,但需要注意的是,对于同一工况,如果你用不同的梁来做偏心实现的话,产生的内力差别很大,且用哪片梁直接导致这片梁内力变大,我用的是V6.71,不知道MIDAS2006是否没有这样的问题,为了解决这一问题,我在活载偏载于哪片梁时,采取该片梁去定义车道偏心,结果表明,两种程序计算结果比较吻合。
midas梁格法t梁经典算例
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梁格法是工程力学中常用的一种分析方法,用于计算梁的内力和挠度。
在工程实践中,梁格法被广泛应用于桥梁、建筑物和机械结构等工程项目的设计和分析中。
本文将通过具体的案例分析,探讨梁格法在工程实践中的应用和价值。
一、梁格法的基本原理梁格法是一种基于力学原理的计算方法,其基本原理包括静定性原理和虚位移原理。
静定性原理指出,在结构静定的状态下,结构的所有部分都处于平衡状态,即内力和外力相互抵消。
而虚位移原理则是假设结构发生微小位移后,结构的内部工作做功为零,即结构在平衡状态下满足力与位移的乘积为零。
二、梁格法的基本步骤使用梁格法进行梁的内力和挠度计算主要包括以下步骤:1. 建立梁的受力模型在进行梁的内力和挠度计算前,需要对梁的受力情况进行分析,包括受力的位置、作用力的大小和方向等。
通过建立梁的受力模型,可以清楚地描述梁在受力下的变形和内力分布情况。
2. 划分梁的小段将梁划分为若干个小段,每个小段之间的长度相对较小,可以近似认为是直线段。
通过对梁进行划分,可以简化梁的分析和计算,同时也为后续的计算提供了便利。
3. 建立梁的受力方程针对每个小段,建立其在受力下的平衡方程,包括受力平衡方程和弯矩平衡方程。
通过对小段的受力方程进行建立和求解,可以得到该小段内力的大小和分布情况。
4. 求解梁的挠度根据虚位移原理,可以利用小段内力的大小和分布情况,通过积分的方法求解梁的挠度。
通过对梁的挠度进行求解,可以了解梁在外载荷作用下的变形情况。
5. 综合分析综合考虑各个小段的内力和挠度情况,得出整个梁的内力和挠度分布情况。
三、梁格法的经典算例下面将通过一个具体的案例,展示梁格法在工程实践中的应用和价值。
案例:简支梁的内力和挠度分析考虑一个简支梁,长度为L,受均布载荷q作用。
根据梁格法的基本步骤,进行简支梁的内力和挠度分析。
1. 建立梁的受力模型根据简支梁的受力情况,可以建立梁的受力模型,包括受力位置、作用力大小和方向等。
考虑梁在均布载荷q作用下的受力情况,可以建立梁的受力模型。
第6讲 曲线梁桥空间有限元分析方法—梁格法
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id 2 h t1t 2 t1 t 2
2
(2-4)
式中: t 1 、 t 2 分别为顶板、底板的厚度,主要纵向构件的有效剪切面积等于腹板面积。
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1/ 4 , 箱形桥横向梁格构件的间距至少应接近于纵向弯曲的反弯点之间的间距的 采用太稀的横向构件 将使结果不精确。当有横隔板时,横隔板位置处一般也应设置横向构件。悬臂板部分横向构件的截面特性 按所代表的悬臂宽度进行计算;箱室部分横向构件(如无横隔板)的抗弯惯矩应按绕顶、底板的共同重心 处的水平中心轴进行计算,每单位宽度抗弯惯性矩的计算公式:
)
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3.3 横向梁格构件刚度确定
1)横向梁格构件的弯曲刚度
EIx=E· (横向梁格所代表的截面对X中性轴惯性矩),如果横梁内包
混凝土梁板框架结构设计原理
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混凝土梁板框架结构设计原理一、引言混凝土梁板框架结构是一种常用的建筑结构形式,广泛应用于住宅、商业、工业等各类建筑中。
本文旨在介绍混凝土梁板框架结构的设计原理,包括结构构件的选择、受力原理、设计方法、施工要点等方面。
二、结构构件的选择混凝土梁板框架结构主要由梁、板、柱等构件组成。
其中,梁主要承受屋面荷载和地面荷载,板主要承受人员和物品的重量,柱主要承受屋面荷载和地面荷载的传递。
在设计混凝土梁板框架结构时,需要根据实际情况选择适合的结构构件。
1. 梁的选择梁的选择应考虑以下因素:(1) 梁的跨度:梁的跨度越大,所承受的荷载越大,因此需要选用截面积较大的梁。
(2) 梁的受力情况:梁的受力情况包括弯曲、剪切和轴力等三种情况。
不同情况下的梁所需的截面积不同。
(3) 梁的支承方式:梁的支承方式有简支、悬臂、连续等几种形式,需要根据实际情况选择合适的梁的支承方式。
2. 板的选择板的选择应考虑以下因素:(1) 板的厚度:板的厚度决定了其承受荷载的能力。
一般情况下,厚度越大承受荷载的能力越强。
(2) 板的支承方式:板的支承方式有简支和连续两种形式。
需要根据实际情况选择合适的板的支承方式。
3. 柱的选择柱的选择应考虑以下因素:(1) 柱的高度:柱的高度决定了其所承受的荷载和受力情况。
高度越大,所承受的荷载和受力情况越复杂。
(2) 柱的截面形状:柱的截面形状有圆形、方形、矩形等几种形式。
需要根据实际情况选择合适的柱的截面形状。
(3) 柱的稳定性:柱的稳定性是指柱在承受荷载时的抗弯抗扭能力。
需要选择具有良好稳定性的柱。
三、受力原理混凝土梁板框架结构的受力原理是力的平衡原理。
在结构的设计过程中,需要根据结构的受力原理进行计算和分析。
1. 梁的受力原理梁的受力原理是弯曲原理。
梁在承受荷载时,由于跨度较大,会产生弯曲变形。
在设计梁的截面积时,需要考虑梁的受力情况,确定梁的截面积大小。
2. 板的受力原理板的受力原理是弯曲原理。
梁格法
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当桥梁上部结构宽度和跨度之比较大时,荷载作用时不仅使 上部构造产生纵向弯曲、整体扭转,同时还使截面产生横向 变形——此时,不能采用空间直梁、曲线梁简化模型,而必 须考虑具有弹性刚度横向构件的结构体系 ——自然也需要采 用其它方法如实体单元、梁格法等。
方法二:空间实体单元(块体、板壳)
属于通用方法,可作精确分析、适用范围广 ; 存在应力集中现象 某些情况下模拟存在问题——横梁(尺寸大) 给出的是应力状态与桥规按内力配筋不匹配。 数据量大、烦琐,不便于结构设计与验算,也 无法正确评价结构受力特征。 移动活载作用效应的计算较为麻烦。 桥梁结构计算方法及应用
大量的研究和分析表明 对于大部分桥梁结构形式 使用梁格法具有足够的精度 大量的研究和分析表明:对于大部分桥梁结构形式,使用梁格法具有足够的精度。
桥梁结构计算方法及应用
梁格法的应用
四种典型结构
板式 肋板式 箱形梁 铰接板、梁
方向规定(右手螺旋法则)
x x—— 纵桥向 y——横桥向 z——竖桥向
横梁水平轴、竖向轴抗弯惯性矩按矩形板截面绕其自身形心 横梁水平轴 竖向轴抗弯惯性矩按矩形板截面绕其自身形心 主轴计算。扭转惯性矩仍按矩形板公式: bd 3
IT
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桥梁结构计算方法及应用
二、肋板式上部结构空间构架分析
肋板式上部结构是一薄板贯通多根纵横梁顶面连接成一个整体(图10)。
(a)小跨径、纵梁密布、只在端部设置横隔板
方法一:空间梁单元
采用一维梁单元,能给出结构整体意义上的内力 和变形。 根据受载后截面是否保持平面,可分为自由扭转 理论和翘曲扭转理论。一般混凝土梁可用前者分 析 钢箱梁则必须用后者分析 析。钢箱梁则必须用后者分析。 对于宽箱梁分析,本方法计算有问题——不能得 到横梁内力
浅谈铰接空心板斜梁桥梁格法建模

浅谈铰接空心板斜梁桥梁格法建模随着交通运输事业的蓬勃发展,尤其是高速公路高架道路的日益增多,为了满足交通运输快速顺畅的要求,斜梁桥得到了越来越广泛的应用。
斜梁桥具有以下结构特点:(1)纵向主弯矩比跨径为斜板长、宽度为b的矩形板小,并随斜交角的增大而减小。
(2)荷载有向支承边的最短距离传递分配的趋势。
(3)纵向最大弯矩的位置随斜角的增大从跨中向钝角部位移动。
(4)除了斜跨径方向的主弯矩外,在钝角部位的角平分线垂直方向上,将产生接近于跨中弯矩值相当大的负弯矩。
(5)横向弯矩比正板桥大的多。
本文将采用Midas Civil程序利用梁格法对某斜交空心板进行结构分析。
1 基本概念梁格法的主要思路是上部结构用一个等效梁格来模拟,将分散在主梁每一区段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,而横向刚度则集中于横向梁格构件内。
理论上要求:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠度应恒等,在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。
1.1 梁格划分的基本原则汉勃利等人对梁格的划分提出了一些基本原则:(1)从设计者需要结构怎样工作来考虑,使梁格重合于设计受力线(也就是说平行于预应力或两构件,沿者边梁及支座上的受力线等)。
(2)纵向构件的总数可以从1到大约为20之间的数目。
设置构件时,其间隔要小一些,一般为2~3倍板高。
如果要输出局部最大数值,对于各向同性板的纵向杆件的最大间距不宜超过1/4有效跨径,对于正交异性板,可以选用的间距为集中荷载作用时杆件所承受的荷载不超过总荷载的40%。
(3)横向构件的间距一般小于1/4有效跨径。
在突变区内(如支点附近),则需要更小的间隔。
(4)横向和纵向构件的间距必须适当接近或相同,使荷载静力分布较为灵敏。
(5)对于斜交角小于20º的简支上部结构,通常可以采用直交的梁格分析。
对于斜交角较大的上部结构或上部结构是连续的,梁格支点必须在原型斜交支点约5º范围以内。
梁格法原理
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梁格法原理
梁格法是一种对桥梁结构进行有限元分析的方法,特别是在模拟桥梁上部结构时有着重要的应用。
其基本原理是将桥梁结构等效为一系列的梁格,这些梁格既可以是单一的梁,也可以是由多个梁组成的梁组。
梁格法的关键步骤包括梁格划分、荷载施加以及计算结果分析等。
1. 梁格划分:首先需要根据桥梁结构的实际形状和尺寸将其划分为不同的梁格,并利用有限元软件如桥梁博士V4等自动划分梁格截面,自动强制移轴,自动修正截面抗扭刚度等,以尽可能准确地模拟原型结构的弯曲刚度和抗扭刚度。
梁格的划分需要考虑到桥梁的内力、荷载静力的灵敏度和关键部分的形心轴等因素,以保证梁格模型的准确性。
2. 荷载施加:在梁格模型上施加合适的荷载,如自重、活荷载、风荷载、温度荷载等,以模拟实际结构的受力情况。
3. 计算结果分析:对计算结果进行分析,可以得到各控制点的位移、应力等数据,以及桥梁的整体刚度、应力、变形等信息。
梁格法对于分析宽跨比较大的连续箱梁的荷载试验数据具有很大的优势,能够准确得到箱梁腹板的应力及桥面两侧的挠度数据。
综上所述,梁格法是一种非常有效的分析方法,可以模拟不规则结构的受力情况,在设计和分析桥梁上部结构时具有重要的应用价值。
midas梁格分析
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梁格分析梁格分析目录梁格分析 ·················································································································································· 2 概述 ······················································································································································ 2 1、工程概况········································································································································· 2 2、40M预应力混凝土简支T梁 ············································································································ 3 一、纵梁截面情况············································································································································ 3 二、横梁截面 ··················································································································································· 5 三、移动荷载定义············································································································································ 6 四、边界条件 ··················································································································································11 五、结果处理 ··················································································································································13 3、单箱双室连续弯桥 ······················································································································· 13 一、纵梁截面 ··················································································································································13 二、横梁截面 ··················································································································································16 三、移动荷载及自重处理 ·······························································································································17 四、边界条件 ··················································································································································17 五、结果处理 ··················································································································································18 结语 ···················································································································································· 19 1梁格分析梁格分析概述在设计当中,我们一般都用单梁模型来进行分析,但是对于一些弯桥、斜桥、变 宽桥梁、宽箱梁结构等,其受力情况比较复杂,用单梁模型并不能很好地反映出真实 的受力情况和在使用阶段中最不利的位置,所以如果条件允许,使用实体模型是最好 的解决办法。
第6讲_曲线梁桥空间有限元分析方法—梁格法
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第6讲 曲线梁桥空间有限元分析方法 ——梁格法
主讲:刘志文
湖南大学土木工程学院桥梁工程系 二O一二年 三月 湖南﹒长沙
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湖南大学土木工程学院桥梁工程系
内容简介
1. 梁格法的基本原理及划分原则 2. 不同结构型式的曲线梁桥网格划分方法 3. 箱梁剪力柔性梁格法 4. 曲线连续梁桥空间有限元分析梁格法
为了使等效梁格的性能能很好的与实际桥梁相接近,纵向构件的间距一般不超过 1/10 的跨径。
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湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系
2.3 箱形曲线梁桥
箱形曲线梁桥因其受力性能的特点,通常采用所谓的“剪力柔性梁格” 来模拟,其纵向构件轴线一般均与腹板的中心线相重合,这样可使腹板的剪力直 接由所在位置的梁格构件的剪力来代表。此外,还需要沿两侧悬臂边翼缘设置纵 向构件,这样可以在输入电算数据时简化编制悬臂部分荷载,否则这部分荷载难 以处理,下图所示为箱形断面的梁格划分图式。
0.5
0.4
0.3
0.189 0.209 0.229 0.250 0.270
0.2 0.291
0.1 0.312
<0.1 1/3
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若梁肋为箱形截面,则其抗扭刚度按下式计算:
I d
4 2 ds
t
(2-3)
式中: —— 箱梁中心线所围的面积; t —— 箱壁厚度; ds —— 沿箱形梁周边割取的微段。
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1)梁格法中任意梁内的弯矩严格与其曲率成正比,而在原结构如板结构中, 任一方向上的弯矩和该方向的曲率以及与该方向正交方向的曲率有关。
2)实际板结构中,任一单元的平衡要求扭矩在正交方向上是相等的,而且扭 率在正交方向上也是相同的。在等效梁格中,由于两类结构的特性不同, 无法使扭矩和扭率在正交方向的节点上相等,然而梁格网格细密时,梁格 随着挠曲而成一曲面,在正交方向上可近似相等。
梁格法截面特性计算知识讲解
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梁格法截面特性计算梁格法截面特性计算读书报告目录第一章梁格法简介 (1)1.1梁格法基本思想 (1)1.2梁格网格的划分 (1)1.2.1 纵梁的划分 (2)1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2)第二章梁格分析板式上部结构 (3)2.1 结构类型 (3)2.2 梁格网格 (3)2.3 截面特性计算 (4)2.3.1 惯性矩 (4)2.3.2 扭转 (4)第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5)3.1 结构类型 (5)3.2 梁格网格 (5)3.3 截面特性计算 (6)3.3.1 纵向梁格截面特性 (6)3.3.2 横向梁格截面特性 (7)第四章梁格法分析分格式上部结构 (8)4.1 结构形式 (8)4.2 梁格网格 (8)4.3 截面特性计算 (9)4.3.1 纵向梁格截面特性 (9)4.3.2 横向梁格截面特性 (12)第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)第一章梁格法简介1.1梁格法基本思想梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟,如图1.1示,将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内,而横向刚度则集中于横向梁格构件内。
从理论上讲,梁格必须满足一个等效原则:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲应是恒等的,而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。
图1.1 (a)原型上部结构(b)等效梁格1.2梁格网格的划分采用梁格法对桥梁结构进行分析时,首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。
网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必要条件之一。
合理的网格划分,不仅能准确反映结构的受力特征,还能提高工作效率。
1.2.1纵梁的划分纵梁的划分是梁格划分的关键,其划分原则有:1.纵梁划分后,每片纵梁的形心高度大概一致,也就是要保证箱梁截面在纵梁划分之后,每片纵梁的中性轴与箱梁整体截面的中性轴保持一致,这样才能使梁格模型与实际结构在纵向弯曲上等效。
梁格法建模注意细节
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谈谈我对梁格的几点认识:1.它是一种将空间分析近似为平面干系分析的方法,精确程度可以满足工程需求。
2.适用范围:梁格法主要针对的是宽跨比较大的直线桥以及圆心角较大的曲线梁桥。
我个人的理解,只所以需要用梁格子体系来分析结构,就是因为原本当作干系构件的梁因为承受了不能忽视的扭矩以及横向弯曲作用。
如对于直线宽桥,活载的偏心布置所产生的扭矩不能简单的用偏载系数这一概念简化。
而对于曲线梁桥更是如此,首先恒载的不对称就会产生一部分扭矩,这种效应更使结构不能再用一根杆来进行分析计算。
要么在杆件上添加扭矩,要么就得使用梁格法以增加横向杆件数量了。
3.梁格原理:模拟梁格体系,使其受荷效应与原结构等效(不可能那么精确,只能说接近等效)4.梁格需要注意的几个方面:第一.关于梁格的划分,为保证荷载的正确传递,横向杆件的间距不宜超过纵向梁肋的间距。
也就是说纵向梁格的划分以横向梁格划分为标尺,而横向的梁格划分又得遵循划分后各个梁格的中性轴与原截面保持在同一水平高度处(这点很关键,主要是保证梁格纵向弯曲与原结构的等效性)。
对于箱梁而言,一般来说,横向梁格划分一个腹板一个梁格。
且假若能尽量满足划分梁格后的各个梁格质心与原箱梁腹板的中心重合将对预应力效应模拟的准确性很有帮助。
而纵向梁格每跨8到10个梁格可以基本满足精度要求。
第二.截面几何特性值的修正,(主要针对箱梁截面)因为划分梁格的截面几何特性相对原截面有较大偏差,需要对纵梁格的抗扭惯性矩,剪切面积以及横向梁格的抗弯惯性矩以及剪切面积进行修正,具体公式我参考的是《上部结构性能》一书上第五章的剪力-柔性梁格法的公式。
5.梁格法的不足:由于梁格法依照平截面假定,因此它考虑不了剪力滞后效应。
因此对于少横隔梁的结构假如需要计算其剪力滞效应的话可以使用空间有限元分析软件计算,midas是算不了的,ansys可以。
而且梁格法最后所得结果的准确性在很大程度上是于人对梁格的理解掌握能力成正比的,建议假若不需要使用梁格的时候,尽量不用。
梁格法在箱梁结构中的实践
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案例二:某铁路桥梁工程的梁格法应用
总结词
简化建模、工程应用
详细描述
在某铁路桥梁工程中,梁格法被用于简化建模和实际工程应用。由于铁路桥梁通常较长,使用梁格法 可以大大简化模型,同时保持足够的精度。这种方法在铁路桥梁工程中得到了广泛应用,为设计、施 工和监测提供了重要的理论支持。
案例三:某大型跨海桥梁工程的梁格法实践
梁格法
将箱梁结构视为由多个梁格组成,每 个梁格由一组简化的弹性梁元模拟, 通过分析这些梁元的变形和内力来得 到结构的整体响应。
梁格法在箱梁结构分析中的实现方式
建立梁格模型 根据箱梁结构的实际尺寸和形状 ,将箱梁划分为多个梁格,并确 定每个梁格的位置和尺寸。
汇总结果 将各个梁格的内力和变形汇总, 得到箱梁结构的整体响应。
04
进行整体稳定性分析和 抗震设计,确保箱梁结 构的整体稳定性和抗震 性能。
箱梁结构中梁格法的优化设计
优化梁格布置
优化梁格截面设计
根据桥梁的跨度、荷载和地质条件等因素 ,合理布置梁格的位置和数量,以提高箱 梁结构的承载能力和稳定性。
根据受力分析结果,优化梁格截面的尺寸 、材料和连接方式等,以减小结构自重、 提高承载能力和耐久性。
局限性
梁格法对于一些细节结构的模拟可能不够精确,例如对于一 些细长的结构或具有较大变形的结构,需要采用更精细的方 法进行分析。此外,梁格法的计算量也相对较大,需要较高 的计算资源。
02
梁格法在箱梁结构设计中的应 用
箱梁结构的特点与要求
箱梁结构是一种常见的桥梁结构 形式,具有较大的承载能力和刚 度,能够满足各种复杂桥梁跨度
THANKS
谢谢您的观看
优化整体稳定性
优化抗震设计
桥梁博士V4工程案例教程03 变宽砼梁格模型(变箱室)解决方案
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1、多断面法:采用定位点的方式描述桥面横向布置的信息(功能分区的类型名称、宽 度以及定位等)。也就是沿纵桥向输入一个或多个定位点的坐标以及该点处对应的横 向布置信息。
Tips:两个定位点之间的横向布置信息,程序会按线性内插自动计算。如果输入的定位点不在前面用户定义的道路设计线上 ,则程序会自动做此点到这条线的垂足作为定位点。
3.5 运营分析—影响面加载
Ø 影响面加载
多断面法示意
桥面线法示意
3.5 运营分析—影响面加载
Ø 本例采用多断面法加载
3.5 运营分析—影响面加载
• 影响面加载查看,可在软件中查看横向桥面布置,及通过CAD复核加载是否正确。
同豪土木
TONGHAO CIVIL ENGINEERING
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四、 诊断计算、结果查询
EI y E (该工字梁构件截面对整体箱梁截面水平中性轴的惯性矩) 应力点抵抗矩W 该工字梁构件截面对整体箱梁轴的惯性矩
应力点至整体箱梁轴的距离
梁格模型的简化-截面
截面抗扭刚度—程序(桥博V4)自动修正
《桥梁上部结构性能》 (E.C.汉勃利) 5.4.3扭转
桥博V4梁格法
桥梁博士V4在梁格法上做了优化及突破,主要优势功能表现在 Ø 使用全截面建模,程序自动剖分截面; Ø 程序支持任意箱式,变箱室梁格模型建模及计算; Ø 支持钢束,钢筋重用功能;并且程序支持属性刷功能,对于相同的
11 混凝土正应力、主拉应力 短暂状况
12 钢筋压应力
规范条文
JTG 3362-2018
5.1.2-5.2.8,5.3、5.4 5.2.9 5.5 5.2.1 9.1.12、9.1.13 6.3
6.4
6.5 7.1 7.1.5 7.2.4、7.2.5、7.2.7、7.2.8 7.2.4
梁格法精度的影响因素(个人总结)
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梁格法精度的影响因素梁格单元划分的疏密程度,直接关系到结构原型与比拟梁格之间的等效程度和计算精度。
从理论上讲,网格划分的越细,也就越能代表真实结构。
但网络划分的越细,在实际工程中具体应用时也就越麻烦,耗费机时就越多,实际应用也就越不方便。
所以有必要找一种既能反映结构的受力特性,又运用方便的网络划分方法。
因此,找出影响其分析精度的因素是有必要的。
1.纵梁划分模式的影响在梁格分析法中,纵梁的划分是关键。
纵梁划分方法的不同,对计算结果的可信度及精度有较大影响。
对于T 形梁桥,其梁格模型中纵向主梁的个数,应当是腹板的个数;对于实心板梁,纵向主梁的个数可按计算者意愿决定;对于箱形梁桥,由于箱梁桥上部结构的形状和支座布置的多样性,对纵向网格的划分很难提出一个通用的划分方法。
汉勃利提出了一个原则:应当使划分以后的各工形的形心大致在同一高度上,也就是要满足:梁格的纵向构件应与原结构梁肋(或腹板) 的中心线相重合,通常沿弧向和径向设置:纵向和横向构件的间距必须相近,使荷载的静力分布较为灵敏。
这样划分主要是考虑使得格梁和设计时的受力线或中心线重合,也就是要根据原结构的受力来划分网格。
按照上述的划分原则,以一个单箱单室的箱梁上部结构为例截面尺寸见图1 ,把其从两腹板间中央切开成“工字形”梁,图1 给出了箱梁截面的梁格划分图式,所划分的梁格网格是具有与腹板中心线相重合的两根“结构的”纵向构件1 ,2 ,很显然,这样的划分方式使得两个纵向构件的中性轴位于同一直线上,并且恰好与整体箱梁截面的中性轴重合,便可以在计算梁格刚度时简化计算,每一“工字梁”的惯性矩是上部结构总惯性矩的1/ 2 ,其梁格性质见表1 。
2 虚拟横梁间距的影响在梁格分析法中,纵梁与纵梁的分离必然需要通过在纵梁间的虚拟横梁来使得各纵梁共同承担外力荷载。
若全桥顺桥向划分M 个梁段,则共有M + 1 个横截面,每个横截面位置就是横向梁单元的位置。
支点应当位于某个横截面下面,也就是在某个横梁下面,每一道横梁都被纵向主梁和支点分割成数目不等的单元。
梁板式结构折面梁格分析方法若干问题研究
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第5期(总第265期)域命|_待5衫玦2021 年 5 月U R B A N R O A D S B R I D G E S &F L O O D C O N T R O L科技研究DOI:10.16799/j.rnki.csdqyfh.2021.05.071梁板式结构折面梁格分析方法若干问题研究高立宝\欧旗祥2(1.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都611130; 2.湖南巴伦斯土木工程科技有限公司,湖南长沙410000)摘要:首先,就如何将折面梁格法合理应用于梁板式结构进行讨论,提出了 hamMy梁格的不足,并就折面梁格模型 中的一些影响参数,包括结构划分后构件的空间排列与连接、截面刚度的修正、划分规则等进行分析;其次,指出合理 的折面梁格模型应包括增加虚节点与腹板竖杆单元、杆件的空间正交排列、按弹性力学原理进行截面抗扭惯性矩修正 以及尽量确保纵、横向杆件长度一致等;最后,以T梁和双主梁结构为实例进行试验及实体分析验证。
对比结果显示,依此建立的折面梁格模型分析结果与试验、实体分析数据吻合良好,分析精度满足工程需求。
关键词:梁格法;hambly梁格;折面梁格;梁板式结构;双主梁中图分类号:U443.3 文献标志码:A文章编号:1009-7716(2021 )05-0246-030引言梁板式上部结构由纵梁、桥面板、横梁和横隔板组合而成,比较常见的形式有T梁、双主梁等,且被广泛应用于梁桥、拱桥以及各类索桥中。
由于这种结构的截面刚度偏柔,因而常常体现出较为明显的横向分布特征,初等梁的平截面假定已不再适用。
对此,业界提出了 2种主要的解决方法,一种是基于初等梁的单梁分析,引入横向分布系数和有效分布宽度来考虑荷载的横向分布效应以及截面的剪力滞效应,但横向分布系数计算的假定前提是简支条件且各个腹板下均要求设置支座[11,因此该法并不具有广泛的适用性;另一种是采用梁格法分析,此法最早由Liqhtfoot和S a w k o研究实施,国内较早被广泛接受的是h a m h l y梁格[2],而后由国内学者在h a m h l y 梁格的基础上发展出折面梁格由于梁格法可以天然地反映荷载的横向分布,因而适用广泛。
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(6)计算预应力
对曲线梁桥进行预应力计算,必须计算横截面的剪力中心。对于目前广泛应用结构/桥梁分析软件,发现:只有ANSYS的Beam24
属弹性薄壁杆单元,可以计算单室薄壁杆截面的剪力中心。单箱双室截面,只要左右对称,可以把中腹板略去后按单室截面计算。除此之外的截面,ANSYS也没办法了。预应力钢索要用等效的空间力代替。钢索等效空间力是:竖向分力、水平分力、轴向压力、轴向压力绕主形心轴
U(大致水平)的力矩、水平分力绕剪力中心轴的力矩,共5项。因为钢索分别归属于各主梁,它们的空间力也相应地作用于各主梁,所以轴向压力绕主形心轴V
(大致垂直)的力矩、竖向分力绕剪力中心轴的力矩就不需要考虑了。钢索化为等效空间力之前,要扣除各项应力损失。摩擦损失、回缩损失、松弛损失尚可手算,徐变应力损失只能在梁格的徐变计算中同步得到,或者利用近似公式计算。
在梁格模型里,纵向主梁单元是沿着它的形心走的。变高度梁的形心也是变高度的。即使是等高度梁,
由于底板加厚、考虑翼板有效宽度,形心高度也有变化。这两种情况下的的形心位置,都是跨间高、墩台附近低,象拱一样。所以梁格模型不应当是平面的。对于刚
构体系的梁桥,如果能建立变高度的梁格模型,"拱"的效应就可以计算出来。对与连续梁,采用平面梁格应当足够了。
(3)梁格力学模型支点截面位置
既然在梁格模型的纵向主梁单元是沿着它的形心走的,那么在支点截面,形心是在支点上方一定高度,
梁格模型不应当直接摆放在支点,而应当通过竖向刚臂与支点联系,象个有腿的长条板凳一样。板凳腿的高度还值得讨论。按照经典的弹性薄壁杆理论,弯曲变形是
绕着形心发生的,扭转变形是绕着剪力中心发生的。所以,在计算弯曲效应时,板凳腿取形心高度,在计算扭转效应时,板凳腿取剪力中心高度。但弯曲和扭转是同
建立梁格力学模型
(1)梁格模型节点的平面坐标
各截面处各工型的形心的平面坐标,或者说是水平形心主轴与各腹板中线交点的平面坐标,就是梁格纵向主梁节点的平面坐标。这样一来,实际上等宽度的桥梁,由于它的腹板在中墩附近向箱内加厚,对应的梁格模型,就不会是等宽度的了,在中墩附近变窄。
(2)梁格模型的形心
种方法的结果,都覆盖了曲线梁桥所有部位的最大最小内力,数值虽然有差别,都是安全的。影响面方法更精确一些,但缺点是它不能计算全桥扭矩包络图,而内力横向分配方法可以。扭矩包络图对曲线梁桥设计计算非常重要。许多曲线梁桥发生支座脱空、侧翻、爬移事故,它们在设计时用的软件,不可谓不高级,但共同特点是都不能输出扭矩包络图,它们的中墩偏心设置,全是盲目的。
时发生的,板凳腿有两种高度,会不会把变形"卡死"?不会,因为在这里我们只是做了个数字游戏,并没有在同一位置上安装一长一短两个刚臂。
(5)计算车辆荷载效应及内力组合
这项计算取决于所用的软件能否计算梁格模型的内力影响面,和对影响面动态布载。如果没有这功能,麻烦就大了,只能对确定的荷的方法,从理论上说,两
(3)纵梁抗扭刚度的计算按整体箱型断面自由扭转刚度平摊到各纵梁上。
(4)预应力钢筋在梁肋中的布置应特别引起注意。对于整个箱梁截面而
言,预应力钢筋是对称配置的。由于梁格划分后边肋几何形状的非对称性,此时按设计位置布置预应力钢束,在边肋中将产生较大的平面外弯矩,这显然与实际受力
情况不符,在计算结果的分析中应扣除平面外弯矩产生的效应。
(1)梁格的纵向杆件形心高度位置应尽量与箱梁截面的形心高度相一致,纵横杆件的中心与原结构梁肋的中心线相重合,使腹板剪力直接由所在位置的梁格构件承受。
(2)为保证荷载的正确传递,横向杆件的间距不宜超过纵向梁肋的间距。