扭转及偏心荷载作用下的结构分析毕业论文
框架结构扭转不规则的处理实践及讨论
84内蒙古石油化工2014年第8期框架结构扭转不规则的处理实践及讨论闫雨，康宝玉(内蒙古新雅建筑设计有限责任公司，内蒙古呼和浩特O LO O O O)摘要：本文分析了在框架结构设计中控制扭转的两个指标，并结合实际工程讨论了处理框架结构抗扭转变形过大的方法。
关键词：框架结构；抗扭刚度；周期比；位移比中图分类号：T U398+．2文献标识码：A文章编号：1006—7981(2014)08一0084一03国内外历次大地震震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构，在地震中会遭受到严重的破坏。
国内一些振动台模型试验结果也表明，过大的扭转效应会导致结构的严重破坏。
结构设计时主要通过限制两个指标来控制扭转，这两个指标即位移比和周期比。
1概念在《高层建筑混凝土结构技术规程》3．4．3有如下规定：结构平面布置应减少扭转的影响。
在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1．2倍，不应大于该楼层平均值的1．5倍；B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1．2倍，不应大于该楼层平均值的1．4倍。
结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0．9，B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0．85。
限制楼层位移比和限制扭转平动周期比两者虽然都和结构的抗扭有关，但关注的角度不同。
对楼层位移比的限制，关注的是结构实际承受的扭转效应；而限制结构扭转周期和平动周期的比值，其目的是对结构的抗扭能力大小的判断。
扭转周期过大，说明该结构的抗扭能力弱(注意，结构不一定有扭转，可能是完全对称的结构，如抗侧刚度过于集中在平面中部的框架一核心筒结构等)，这类结构一旦遭受意、收稿El期：2014一03—18外的扭转作用，将导致较大的扭转破坏，结构设计中应尽量避免。
扭转实验的实验报告
引言概述：本文是《扭转实验的实验报告（二）》。
扭转实验是一种用于研究材料的力学性质的实验方法。
在本次实验中，我们通过对不同材料的扭转实验进行了测试和分析，并总结了实验结果，以期进一步了解材料的力学性能和变形行为。
正文内容：一、实验目的：1.1研究不同材料在扭转载荷下的力学性能；1.2分析不同材料在扭转载荷下的变形行为；1.3比较不同材料的扭转刚度和扭转强度。
二、实验装置和材料：2.1实验装置：我们使用了一台扭转试验机进行实验。
该试验机能够提供控制扭转载荷的功能，并能够测量样品的扭转角度和扭矩；2.2实验材料：我们选择了不同种类的材料进行实验，包括金属材料、塑料材料和复合材料等。
三、实验方法：3.1样品制备：我们按照一定规格和尺寸制备了不同材料的样品。
样品的形状和尺寸应符合国际标准，以保证实验结果的可比性；3.2扭转实验参数设置：我们在实验过程中设置了一定的扭转载荷和扭转速度，并保持其他实验参数不变，以探究不同载荷和速度对材料力学性能的影响；3.3数据采集和分析：我们使用实验装置提供的数据采集系统记录样品的扭转角度和扭矩，并进行数据分析和统计。
四、实验结果：4.1不同材料的扭转刚度比较：我们对不同材料的扭转刚度进行了比较。
实验结果显示，金属材料具有较高的扭转刚度，而塑料材料和复合材料的扭转刚度较低；4.2不同材料的扭转强度比较：我们对不同材料的扭转强度进行了比较。
实验结果显示，金属材料具有较高的扭转强度，而塑料材料和复合材料的扭转强度较低；4.3不同材料的变形行为分析：我们对不同材料在扭转载荷下的变形行为进行了分析。
实验结果显示，金属材料变形较小且具有较高的弹性恢复性，而塑料材料和复合材料的变形较大且难以恢复；4.4不同材料的破坏形态观察：我们对不同材料在扭转载荷下的破坏形态进行了观察。
实验结果显示，金属材料在破坏前具有明显的塑性变形，而塑料材料和复合材料的破坏形态主要表现为断裂；4.5材料力学性能与组织结构的关系：我们分析了材料力学性能与其组织结构之间的关系。
简单建筑结构地震扭转效应研究
简单建筑结构地震扭转效应研究[摘要] 建筑结构抗震动力计算方法是一个不断完善的过程，本课题主要通过对传统建筑结构抗震动力计算方法的分析研究及结构在实际发生地震动时的可能动力反应过程提出了简单结构在简单荷载作用下的扭转动力计算修正方法，即在水平地震动作用下，结构的扭转是绕质心的纯粹扭转和绕结构其它通长竖向构件偏心扭转的复合扭转，另外，本课题就偏心扭转的计算模型和方法进行了一定深度的探讨，相信对类似问题的科学研究会具有一定的参考价值。
[关键词] 建筑结构地震扭转效应1.引言建筑结构抗震动力计算本质上是分析建筑结构地震时的动力反应，求解结构相应地震反应时的内力。
从上世纪初开始，结构地震反应分析方法得到不断发展，从静力理论、反应谱理论、弹性动力理论发展到了弹塑性动力理论和减震控制理论，并注意到了随机振动理论的应用，概况起来主要分为静力、反应谱和动力这三个阶段。
随着人类认识水平的不断提高，建筑结构动力计算的方法更趋科学，但传统的计算方法在初始计算模型的建立过程中并没有把扭转作用考虑进去，本课题基于建筑结构传统动力计算的方法和特点，在初始计算模型建立时就把地震扭转作用考虑进去，从而形成对原来传统计算方法及结果的修正，并且从一定意义上来说增大了结构的抗震承载能力，同时对类似问题的科学研究也具有一定的参考价值。
2.建筑结构抗震动力计算基本原理建筑结构在地震动作用下会产生振动，包括平动振动和扭转振动，目前建筑结构抗震设计中，还是以考虑平动为主，而对于扭转则给出了一种设定条件下的的理论计算方法和一些控制指标[1]。
控制平动反应的计算理论比较成熟，而控制结构在地震作用下的扭转反应最核心的问题是如何合理地确定扭转分量的大小及如何把这种扭转分量考虑到结构抗震设计中去，目前工程设计中基本上还是以工程经验为主采用指标控制的方法，理论研究只是一种近似方法，还不是很完善。
由于目前国内外对地面运动扭转分量的强震实测记录很少，也未能给出定量的计算参数，地震作用计算中只考虑平动作用，并没有考虑扭转分量，按此计算的结构扭转反应肯定是不安全的。
抗损结构中构件扭转稳定性(构件屈曲强度)分析的开题报告
抗损结构中构件扭转稳定性（构件屈曲强度）分析的开题报告一、选题背景与研究意义随着工程技术的发展，抗损结构已被广泛应用于建筑、桥梁、陆地和海洋平台，以及其他工程领域。
抗损结构在延长主要构件使用寿命、提高结构的可靠性、减少维护费用等方面具有显著的优势。
然而，在抗损结构中，由于其构造特性和外部荷载作用，构件的扭转稳定性（构件屈曲强度）成为影响其结构安全的重要因素之一。
构件的扭转稳定性是指构件在受到扭矩荷载作用下的能力，即构件在旋转时能够承受的最大转矩。
扭转稳定性的不足可能导致构件屈曲甚至破坏，从而使整个结构的安全性受到威胁。
因此，对抗损结构中构件的扭转稳定性进行深入的研究具有重要的理论价值和实际应用价值。
二、研究内容及思路本论文将结合目前国内外的相关研究成果，对抗损结构中构件的扭转稳定性进行深入研究。
具体内容包括：1. 国内外抗损结构的发展现状和研究进展，介绍常用的抗损结构及其特点和应用情况。
2. 对构件扭转稳定性的相关理论进行系统的归纳和总结，重点介绍构件扭转稳定性分析的基本原理、计算方法和影响因素等。
3. 选取典型的抗损结构，如混凝土加固结构、钢板混凝土结构、钢筋混凝土框架等，通过建立数值模型和试验模型，分析其构件扭转稳定性问题。
并通过仿真分析和实验对比验证，得出结论和建议。
4. 最后对本论文的研究成果进行总结和评价，并对今后的相关研究提出展望。
三、预期结果与创新点1. 对抗损结构中构件的扭转稳定性进行深入研究，并建立数值模型和试验模型，得出准确的扭转稳定性分析结果。
2. 基于分析结果提出有针对性的结构加固方案和设计建议。
3. 为新型抗损结构的设计提供理论依据和指导。
4. 为相关工程领域的研究提供新的思路和方法，具有一定的创新性。
建筑结构不规则中扭转效应改善论文
建筑结构不规则中扭转效应改善论文摘要：随着时代的进步和社会经济的发展，不规则的建筑结构往往是不可避免的。
因此，对不规则结构不应一味地排斥、拒绝，只要深入领会规范的精神，把握住工程的实际情况，抓住优化设计方案，合理选择计算方法和计算参数，认真分析薄弱部位和地震力调整，强化抗震措施等设计环节，就能使不规则结构的设计问题迎刃而解。
前言建筑平面不规则、抗侧力构件布置不当及质量分布非常不对称都会引起建筑质量中心和刚度中心之间的偏心，地震时导致扭转而产生严重震害。
国内外历次大震震害均表明扭转问题的重要性。
对于抗扭转效应比较差的结构，如何通过方案调整，使结构的周期比和位移比满足要求，成为工程设计中必须解决的重要课题。
以下结合一个具体的工程实例，提出如何改善结构的扭转效应。
1建筑结构不规则的特征建筑结构的不规则特征主要有四类：（1）平面不规则结构：扭转不规则；凹凸不规则；楼板局部不连续。
（2）竖向不规则结构：侧向刚度不规则；竖向抗侧力构件不连续；楼层承载力突变。
（3）复杂高层结构。
（4）超规范结构：超高结构；超限结构；新型结构。
2建筑结构不规则的控制参数结构的不规则性是由多方面原因造成的，为了对建筑结构的不规则性进行评测、分析、控制，规范提出了一些重要的控制参数。
2.1周期比，是结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比。
周期比是控制结构扭转效应的重要指标。
控制周期比的目的是控制结构扭转变形要小于结构平动变形，控制地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振动效应，避免结构扭转破坏。
结构的周期比A级高层建筑不应大于0.9，B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85。
周期比不满足要求，主要通过改进结构设计方案，加强周边主体结构，弱化内部主体结构，提高结构抗扭刚度来解决。
2.2位移比（层间位移比），是指按刚性楼板假定计算楼层的最大水平位移（或层间位移）与该楼层两端平均水平位移（或层间位移）的比值。
位移比是控制结构不规则的重要指标。
地震作用下偏心结构扭转控制的研究与应用
车轮竖向偏心荷载对钢轨横向变形及扭转的影响_祁国通
·道路·铁路·文章编号：1009-6825（2013）24-0153-03车轮竖向偏心荷载对钢轨横向变形及扭转的影响收稿日期：2013-06-09作者简介：祁国通（1984-），男，在读硕士祁国通（西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）摘要：采用有限元计算软件，建立了钢轨的三维实体力学模型，分析了竖向荷载在不同偏心值下钢轨的横向位移及扭转应力，结果表明，钢轨的扭转应力会对钢轨产生不利的影响，精度要求较高时应考虑钢轨的扭转变形和应力。
关键词：钢轨，三维实体，偏心荷载，扭转应力中图分类号：U213．4文献标识码：A1概述作为铁路轨道结构中最重要的组成部件，钢轨的受力情况十分复杂，在车轮荷载的作用下，钢轨会产生竖向弯曲等变形。
在以往的研究当中，一般是基于钢轨经典力学分析的方法，将钢轨假定为无限长梁，点支承或连续支承于下部轨枕或地基上，如图1所示。
由于为单一长梁，传统的方法仅能够求解钢轨竖向、横向等整体截面的位移及应力，而不能反映由于偏心荷载等作用引起的扭转应力以及钢轨内部局部的应力变化。
对于钢轨截面分析的一般理论求解，正常也仅考虑竖向荷载作用于钢轨中心对称位置的轨头面上，针对钢轨的扭转变形，则主要是考虑由横向作用力引起。
张永兴等为了细化钢轨的水平位移，在研究钢轨扭转变形过程中，考虑了竖向荷载偏心的影响，但为减少计算量，钢轨截面简化成方方正正的工字形状，即头部、腰部及底部视为三个矩形，分别计算三部分的扭转及惯性矩，通过计算由扭转引起的横向位移与横向力引起的弯曲位移叠加求得整体的水平位移。
事实上，即使在直线区段，车轮对钢轨的竖向载荷也并非作用于钢轨头部中心位置。
图2为现场调查的某轨道结构直线段钢轨上的光带示意图，可见轮轨接触位置偏向钢轨内侧，存在相应的偏心，同时，作用力也并非单点作用，而是形成具有一定宽度的轮轨接触面。
传统的简化方式已经越来越不适应高速铁路高精度的要求，且随着计算机技术的不断发展，对钢轨内部应力变化以及轨头局部位置位移的求解成为可能，本文针对直线上钢轨的竖向偏心荷载进行力学分析，采用有限元计算软件将钢轨考虑为三维实体，竖向偏心荷载按单一作用力施加于轨头内侧一定位置，以模拟和实际轨道结构更为近似的受力模型。
建筑结构设计忠的扭转问题与分析
建筑结构设计忠的扭转问题与分析发表时间：2015-01-27T09:44:28.233Z 来源：《防护工程》2014年第11期供稿作者：刘易[导读] 大量震害表明，平面不对称或不规则的结构极易发生扭转脆性破坏，甚至导致结构整体倒塌事故。
刘易红谷滩园林建设集团有限公司江西南昌 330038摘要：本文主要在分析高层结构扭转破坏的机理、扭转变形的特点及引起扭转的主要因素的基础上，提出平面不规则结构抗扭设计建议，为实际工程设计提供一定的依据。
关键词：扭转；抗扭设计；位移比；周期比0、前言大量震害表明，平面不对称或不规则的结构极易发生扭转脆性破坏，甚至导致结构整体倒塌事故。
为了减小结构扭转变形和提高其抗扭性能，《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中都对结构扭转问题从周期比和位移比两方面做出了相关规定。
1、抗震规范和高规的规定1．1 周期比要求地震作用对结构的损害与扭转反应的大小有直接关系，扭转反应的大小又与地震的频率、地震扭转振动分量以及结构自身性能等有关：抗扭刚度较小的结构，其扭转周期必然较长，甚至长于结构平移周期。
地震时，这样的结构扭转反应一般会较大，不利于抗震。
因此高规要求将结构扭转周期与平移周期的比值进行限制，即周期比要求。
这也是概念设计中加强抗扭刚度的基本要求。
1．2 位移比要求结构是否规则、对称，平面中刚度分布是否均匀是结构本身的性能，可以用结构的刚心与质心的相对位置表示，二者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。
由于刚心与质心位置都无法直接定量计算，抗震规范和高规都采用了校核结构最大水平位移与平均水平位移比值的方法，即位移比要求。
在楼板平面无限刚性的假定下，由结构某一条边缘的最大和最小位移变形平均后得到平均位移。
抗震规范和高规都规定了位移比超过1．2 为不规则结构，超过1．5 为严重不规则结构。
高规还明确要求在增加附加偏心距(5％L，L 为边长)的情况下计算校核位移比。
虽然这个规定只是宏观的控制，但是它比老规程有所进步，便于设计操作，在许多情况下这种控制是必要的，主要校核最大层间位移所在层即可。
扭转实验报告问题分析(3篇)
第1篇一、实验背景扭转实验是材料力学中研究材料扭转性能的重要实验之一。
通过实验，可以了解材料在扭转过程中的力学行为，为工程设计提供依据。
然而，在实验过程中，可能会出现一些问题，影响实验结果的准确性。
本文针对扭转实验中常见的问题进行分析，并提出相应的解决方案。
二、实验过程中常见问题1. 试样制备问题（1）试样尺寸不准确：试样尺寸对实验结果影响较大，尺寸不准确会导致实验结果偏差。
因此，在制备试样时，要严格按照实验要求进行加工，确保尺寸准确。
（2）试样表面质量差：试样表面存在划痕、毛刺等缺陷，会影响实验结果的准确性。
因此，在加工试样时，要注意保持表面光滑，避免产生缺陷。
2. 实验操作问题（1）加载方式不正确：加载方式不正确会导致实验结果出现较大偏差。
在实验过程中，应按照实验要求进行加载，确保加载方式正确。
（2）实验参数设置不合理：实验参数设置不合理会导致实验结果不准确。
在实验前，应仔细分析实验原理，合理设置实验参数。
3. 数据处理问题（1）数据记录不准确：在实验过程中，应准确记录实验数据，避免因记录错误导致实验结果偏差。
（2）数据处理方法不当：数据处理方法不当会导致实验结果出现较大偏差。
在数据处理过程中，应采用合适的数学模型和方法，确保数据处理结果的准确性。
三、问题分析及解决方案1. 试样制备问题（1）针对试样尺寸不准确问题，可以在加工过程中使用高精度的测量工具，如千分尺、游标卡尺等，对试样尺寸进行精确测量。
（2）针对试样表面质量差问题，可以在加工过程中采用研磨、抛光等方法，提高试样表面质量。
2. 实验操作问题（1）针对加载方式不正确问题，应严格按照实验要求进行加载，确保加载方式正确。
（2）针对实验参数设置不合理问题，应在实验前对实验原理进行分析，合理设置实验参数。
3. 数据处理问题（1）针对数据记录不准确问题，应提高实验人员的责任心，确保实验数据记录准确。
（2）针对数据处理方法不当问题，应选择合适的数学模型和方法，对实验数据进行处理，提高数据处理结果的准确性。
建筑结构论文格式设计论文试论建筑结构中的抗扭设计.doc
建筑结构论文格式设计论文：试论建筑结构中的抗扭设计摘要:文章详细阐述了建筑结构中的扭转类型，全面分析了建筑结构中扭转问题产生的原因，进一步针对存在的问题提出完善建筑结构中抗扭设计的措施。
关键词：建筑结构扭转类型抗扭设计措施随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们更加注重建筑的美观,复杂体型的建筑越来越多，对建筑结构设计也提出了更高的要求。
现在大部分建筑物由于建筑功能和立面效果的需要，往往形成结构规范所规定的不规则建筑，为了提高建筑物的抗扭能力，在这方面提出了很多定性、定量的要求，是控制结构扭转效应的重要指标；其控制的是侧向刚度与扭转刚度的相对关系，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大的扭转效应。
也就是说，周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布局合理。
一、建筑结构的扭转类型在建筑结构中，结构处于受扭的情况是不少的，但是处于扭转单独作用下的情况则不多,大多都是复合受扭。
过去在结构设计中,由于采用现浇钢筋混凝土结构，或截面尺寸较大的预制板构件，相当于弯矩、轴向力和剪力而言,扭转属于次要因素,往往可忽略其影响或者采用保守的计算和构造措施来处理。
随着高强材料的发展,在各种工程结构中广泛采用钢筋混凝土和预应力混凝土薄壁构件，结构跨度也不断扩大,以及抗震要求的提高，都使扭转的作用突出起来.因为结构的受扭情况极为复杂,分清结构的受扭的性质是构件抗扭设计的关键。
试验研究说明,根据扭矩形成的原因,结构的扭转可以分为以下两种类型：1、平衡性扭转在结构中，由于平衡条件引起的扭转成为平衡扭转。
例如支撑悬臂板的梁,由悬臂板荷载产生的外扭矩作用下，梁内不会发生内力重分布,梁的设计扭矩不能减小.因此在设计中必须用梁的抗扭能力来平衡外界作用的全部扭矩.２、协调性扭转在结构中,由于相邻构件的弯曲转动受到支撑构件扭转刚度提供的约束,而在支撑构件中引起的扭转称为协调扭转。
例如楼面梁支撑点的弯曲转动,使边梁受扭即属于协调扭转。
建筑结构扭转的成因及其在抗震设计中的应用
建筑结构扭转的成因及其在抗震设计中的应用建筑结构的质量问题一直为社会各界所关注，尤其是近些年来，地震灾害频发，建筑物在地震中的损毁情况比较严重，对人们的生命财产安全造成了很大的威胁，所以要在建筑结构的设计阶段就采取有效的控制措施，增强其抗震的结构扭转强度，提高稳定性，从而有效降低在地震中的损毁程度。
本文重点论述了建筑形成扭转现象的成因，同时根据实际的情况提出了一些解决的措施，以期能够为相关的实践提供些许理论基础。
标签建筑结构；扭转成因；抗震设计；有效措施建筑结构的扭转问题通常会导致建筑不同程度的破坏，增强建筑物的抗扭强度是有效抵御地震所带来的房屋风险的有效途径，同时也是现代社会中的建筑设计的重要环节，克服扭转效应的根本在于找到产生这种问题的原因，首要在于建筑的位置布局的不科学性，其次是从建筑本体入手来探寻影响建筑结构稳定性的因素。
一、建筑结构中的扭转现象的基本情况建筑结构之所以会出现扭转的现象关键的成因在于布局的不合理性，在建筑设计阶段的位置安排方面受到地势、地形、风力、重力的影响，建筑物就会逐渐出现扭转的问题。
还有一些建筑物表面凹凸不平，并且为了追求视觉上的震撼力，建造成不规则的形状，对称性比较差，长时间以来的平衡力就逐渐变弱，受到外力的作用就很容易发生变形的问题。
当地震来临的时候，地面的稳定性非常差，且不通的地面就有不同的差别性，地面产生一定的转动分量，这个力是导致建筑物发生扭转的直接动力。
另外当建筑物本身的刚度达不到要求的时候，也会造成建筑物的大幅度扭转。
建筑物的刚度中心和质量中心不再一条直线上的时候，就会引起建筑结构的扭转震动，地震发生时地面运动激烈，地面运动时产生的扭转分量以及活荷载的偏心力等因素共同作用于建筑物而造成建筑的严重损毁。
建筑物的平面刚度是决定建筑扭转程度的关键因素，而决定建筑物平面刚度的是建筑结构布置中的剪力墙是否科学合理。
建筑遭受地震作用的过程中发生扭转，同时伴有一个扭转作用力，该力会进一步增大建筑抗推刚度，建筑物的主要作用力就会向建筑整体性较差的一边倾斜，扩大剪力的强度，导致建筑物的破坏程度更加地严重。
在偏心荷载作用下薄壁箱梁剪力滞效应和约束扭转梁段有限元分析
在偏心荷载作用下薄壁箱梁剪力滞效应和约束扭转梁段有限元分析王小鹏【摘要】选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,应用初参数法分别求得箱梁剪力滞弯曲变形单元刚度矩阵和约束扭转刚度矩阵,提出一种剪力滞弯扭箱梁单元,适合分析纵向弯曲、剪力滞和约束扭转之间的耦合关系,并对一有机玻璃简支箱梁模型进行计算,所得的跨中截面应力值与AN-SYS计算所得应力值基本吻合,验证了该单元的可靠性.经过对该模型内力分析可得:纵向弯曲弯矩图和剪力滞广义力矩图线形的走势基本相同,但在数值上纵向弯曲弯矩值的绝对值恒大于剪力滞广义力矩值的绝对值,在集中荷载作用处两者相差最大;扭翘双力矩的峰值出现在集中荷载作用位置处,且峰值有快速衰减的局部特征.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2016(023)001【总页数】5页(P44-48)【关键词】剪力滞效应;约束扭转;初参数;附加挠度;有限元法【作者】王小鹏【作者单位】兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】U448.213薄壁箱形梁具有良好的结构性能，在现代各种桥梁中广泛使用[1].在偏心荷载作用下，箱形梁总是处于弯扭耦合的复杂受力状态[2-3].与板壳有限元相比，梁段有限元法分析箱形梁的剪力滞和约束扭转具有输入数据少，节点自由度少，输出结果便于设计人员直接使用等优点，因而被众多学者应用[4-8].在分析箱梁剪力滞效应时，上述文献都是以翼缘板的最大剪切转角差或最大纵向位移差作为广义位移[9-10]，这样的广义位移没有明显的物理意义，而文献[11]中以剪力滞引起的附加挠度作为广义位移，将箱形梁的剪力滞变形从初等梁挠曲变形状态中分离出来，作为一种独立的基本变形状态.因此，在任意外荷载作用下薄壁箱梁有纵向弯曲、横向弯曲、剪力滞、畸变和刚性扭转[12]5种基本变形状态.文章以剪力滞引起的附加挠度作为广义位移，分析箱梁剪力滞效应，提出一种适合分析纵向弯曲、剪力滞和刚性扭转的梁段有限元法.结合一个简支箱梁模型，具体分析在偏心荷载作用下横截面内力分布的情况.如图1所示，箱梁发生挠曲变形时，横截面上任一点处的纵向位移可表示为式中，w(z)为相应初等梁的挠度；f(x)为剪力滞效应引起的附加挠度；wζ(x,y)为剪力滞翘曲位移函数；w(x,y)为相应于附加挠曲转角-f'(z)的剪力滞广义翘曲位移函数，即(x,y).η为考虑剪力滞翘曲应力自平衡条件的修正系数，即.其中，Ix=∫Ay2dA；Iyζ=∫AyωζdA.Ix为初等梁理论中对水平形心轴的惯性矩，Iyζ为剪力滞翘曲惯性积.选取箱梁翼缘板的剪力滞翘曲位移函数为二次抛物线ωζ=其中,；A为箱梁横截面面积；At，Ac，Ab分别为箱梁顶板,两侧悬臂版,底板的截面积，其他符号意义见图1(b)所示.箱梁的总势能Π可表达为式中,G和E分别为剪切弹性模量和杨氏弹性模量；2dA.总势能Π求其一阶变分δΠ，根据最小势能原理得剪力滞控制微分方程为故与初等梁的挠度w和挠曲转角-w'相应的内力分别为剪力-EIxw″'和弯矩-EIxw″.与剪力滞效应引起的附加挠度f相应的广义内力为剪力滞广义剪力Qω,即Qω=η2GAζf'-EIωf″',与剪力滞附加挠曲转角-f'相应的广义内力为剪力滞广义力矩wω,即wω=-EIωf″.令p=0,求解方程(5)得式中,C1~C4为积分常数；k为Reissner参数，.如图2所示，箱梁在外荷载作用下发生扭转，横截面上任一点的纵向翘曲位移可表达为式中,(s)为闭口截面广义主扇形坐标；β(z)为扭翘广义位移.β'(z)表示截面的翘曲程度，它与扭转角φ(z)有一定的关系式中,μ为截面约束系数，；Jρ为截面的极惯性矩，Jρ=∮ρ2tds，ρ为扭转中心到截面中线的垂直距离；Jd为截面的扭转惯矩，；Ω为截面中周线所围面积的两倍. 箱梁约束扭转微分方程为关于β的微分方程：关于φ的微分方程：式中,G和E分别为剪切弹性模量和杨氏弹性模量；为广义主扇形惯矩，2tds.故扭转角φ和扭翘广义位移β相应的内力为扭矩T和扭翘双力矩B.令m=0，求解方程(10)得式中：C1~C4为积分常数；k2为约束扭转的弯扭特性系数，.如图3所示，提出一种剪力滞弯扭箱梁单元，适合分析纵向弯曲，剪力滞和约束扭转之间的耦合关系，箱梁单元具有12个自由度，单元节点位移列向量为,.式中,wi和wj分别为单元i端和j端初等梁的挠度；αi和αj分别为i端和j端的初等梁的挠曲转角；fi和fj分别为i端和j端的剪力滞附加挠度；θi和θj分别为i端和j端的附加挠度转角；φi和φj分别为i端和j端的扭转角；βi和βj分别为i端和j端的扭翘广义位移.与单元节点位移列向量对应的单元节点力列向量为,.式中,Qi和Qj分别为单元i端和j端初等梁的剪力；Mi和Mj分别为i端和j端的初等梁的弯矩；Qwi和Qwj分别为i端和j端的剪力滞广义剪力；Mwi和Mwj分别为i端和j端的广义力矩；Ti和Tj分别为i端和j端的扭矩；Bi和Bj分别为i端和j端的扭翘双力矩.轴线处节点位移和节点力之间的关系可写成如下矩阵形式:其中，K为联系梁轴处节点力与节点位移的单元刚度矩阵.单元刚度矩阵K中与纵向弯曲有关的各元素可从相关的一本关于杆系结构有限元的书中引用，与单元两端剪力滞附加挠度和附加挠度转角有关的元素可参见文献[6].与单元两端的扭转角和扭翘广义位移有关的元素可参见文献[8].必须注意的是单元刚度矩阵K中各元素的位置顺序应与式(12)中的位置顺序保持一致.在求解总刚度方程之前，应先组集总荷载列向量.然后求解方程可得节点位移δ和作用在梁轴的单元节点力列向量F，即F=Kδ.用Fortran语言，按照文章建立的单元刚度矩阵编制简支箱梁剪力滞弯扭效应分析的有限元电算程序MFrame2,利用该程序对一有机玻璃单室箱梁模型进行计算，该模型为简支梁，该梁总长1.6m,材料弹性模量为3.3GPa,泊松比为0.375,如图4所示.当竖向集中荷载P=980N作用在跨中截面梁顶边腹板位置时，作出此工况下箱梁的挠度变形图，纵向弯曲弯矩和剪力滞广义力矩图，扭翘双力矩图，如5~7所示. 为了验证文章梁段单元的可靠性，用ANSYS中的SHELL63壳单元对模型进行模拟计算，计算出跨中横截面处的应力如图8~9所示.从图8和图9可知，应用剪力滞弯扭箱梁单元求出的应力值和按照ANSYS有限元软件中SHELL63壳单元算出的应力值总体吻合，故文章梁单元是合理的，适合分析纵向弯曲，剪力滞变形和约束扭转之间的耦合关系.简支箱梁截面上的正应力由纵向弯曲正应力，剪力滞正应力，约束扭转正应力叠加而成.从图5可得剪力滞变形作为一种基本的变形，在跨中引起的附件挠度最大.由图6所示，可得在同一截面上纵向弯曲弯矩恒大于剪力滞广义力矩，两者在荷载作用位置附近相差最大，但两个力矩图的线性走势基本相同.从图7可得扭翘双力矩的峰值出现在集中荷载作用位置处，且峰值有快速衰减的局部特征.文章以附加挠度作为剪力滞广义位移，考虑约束扭转，提出了一种剪力滞弯扭箱梁单元，计算得到了单元刚度矩阵.用Fortran语言编制了相应程序，并与ANSYS壳单元解相比较，验证了该单元的可靠性.适合分析纵向弯曲，剪力滞变形和约束扭转之间的耦合关系.简支箱梁截面上的正应力由纵向弯曲正应力，剪力滞正应力，约束扭转正应力叠加而成.通过对有机玻璃简支箱梁模型计算，当集中荷载作用于跨中腹板顶处时，在跨中引起的附加挠度最大，纵向弯曲弯矩图与剪力滞广义力矩图线形走势基本相同，但在数值上纵向弯曲弯矩值的绝对值恒大于剪力滞广义力矩值的绝对值；在集中荷载作用处两者相差最大.扭翘双力矩的峰值出现在集中荷载作用位置处，且峰值有快速衰减的局部特征.【相关文献】[1] 郭金琼.箱形梁设计理论[M].北京:人民交通出版社,1991.[2] 张元海,徐若昌.不规则支承条件下薄壁箱形梁的一维有限元分析[J].兰州铁道学报,1994(2):22-28.[3] 张元海,李乔.斜交箱梁桥剪滞效应的有限元分析[J].西南交通大学学报,2005,40(1):64-68.[4] 谢旭,黄剑源.薄壁箱梁桥约束扭转下翘曲、畸变和剪力滞效应的空间分析[J].土木工程学报，1995(4):31-34.[5] 罗旗帜，吴幼明，刘光栋.变高度薄壁箱梁的剪力滞[J].铁道学报,2003,25(5):81-87.[6]LuoQZ,WuYM,LiQS,etal.Afinitesegmentmodelforshearlaganalysis[J].EngineeringStructures, 2004, 26(14):2113-2124.[7] ZhouS.Finitebeamelementconsideringshear-lageffectinboxgirder[J].JournalofEngineeringMechanics, 2010, 136(9):1115-1122.[8] ZhangY.Improvedfinite-segmentmethodforanalyzingshearlageffectinthin-walledboxgirder[J].JournalofStructuralEngineering, 2011, 138(10):1279-1284.[9] 韦成龙,曾庆元,刘小燕.薄壁曲线箱梁桥剪滞效应分析的一维有限单元法[J].中国公路学报,2000,13(l):65-72.[10] 罗旗帜.薄壁箱形梁剪力滞计算的梁段有限元法[J].湖南大学学报,1991,18(2):33-38.[11] 张元海,李琳,林丽霞,等.以附加挠度作为广义位移时薄壁箱梁剪力滞效应的梁段有限元分析[J].土木工程学报,2013(10):100-107.[12] 张元海.薄壁箱梁的挠曲扭转有限元分析[J].土木工程学报,1995(6):28-36.。
某扭转梁扭转疲劳工况应力分析以及结构优化
收稿日期：２０２０－０１－０２作者简介：梅一丹（１９７５ ），男，硕士研究生，工程师，主要研究方向为汽车零部件检测与分析㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍｅｉｙｉｄａｎ＠ｃａｔａｒｃ ａｃ ｃｎ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０２０ ０５ ００５某扭转梁扭转疲劳工况应力分析以及结构优化梅一丹，薛仁杰，郁呈祥，施宇峰，熊文文（中汽研汽车零部件检验中心（宁波）有限公司，浙江宁波３１５１０４）摘要：针对某扭转梁在扭转疲劳试验过程中出现的裂纹现象，采用有限元法对扭转梁进行应力分析，结合计算结果给出优化改进措施，对该扭转梁的横梁加强板进行结构优化，横梁加强板开裂问题得到解决㊂关键词：扭转梁；横梁加强板；有限元分析；开裂；扭转疲劳工况中图分类号：Ｕ４６３ ３３ＳｔｒｅｓｓＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａＴｏｒｓｉｏｎａｌＢｅａｍｕｎｄｅｒＴｏｒｓｉｏｎａｌＦａｔｉｇｕｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎＭＥＩＹｉｄａｎ，ＸＵＥＲｅｎｊｉｅ，ＹＵＣｈｅｎｇｘｉａｎｇ，ＳＨＩＹｕｆｅｎｇ，ＸＩＯＮＧＷｅｎｗｅｎ（ＣＡＴＡＲＣＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＣｏｍｐｏｎｅｎｔＴｅｓｔＣｅｎｔｅｒ（Ｎｉｎｇｂｏ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ＮｉｎｇｂｏＺｈｅｊｉａｎｇ３１５１０４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｒａｃｋｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆａｔｏｒｓｉｏｎａｌｂｅａｍｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｏｒｓｉｏｎａｌｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｂｅａｍ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｅａｍｓｔｉｆｆｅｎｅｒｏｆｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｂｅａｍｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｂｅａｍｓｔｉｆｆｅｎｅｒｗａｓｓｏｌｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｏｒｓｉｏｎａｌｂｅａｍ；Ｂｅａｍｓｔｉｆｆｅｎｅｒ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ；Ｃｒａｃｋｉｎｇ；Ｔｏｒｓｉｏｎａｌｆａｔｉｇｕｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ０㊀引言一般车辆的悬架零部件损坏大多是由于结构疲劳失效引起的［１］㊂在悬架零部件设计过程中，要对零件的结构和功能进行耐久性分析㊂而悬架零部件耐久性验证方法主要有：整车道路试验，实验室道路模拟试验，其中实验室道路模拟试验又分为零部件的单独台架试验和路谱迭代整体台架试验㊂单独台架试验是用标准的试验工况来模拟等效试验场路试对零部件所造成的疲劳损伤，其优点在于针对性强㊁周期短等㊂在后悬架的结构中，扭转梁结构因具有质量轻［２］㊁成本相对低㊁车辆布置方便等特性而被广泛采用㊂扭转梁总成一般由横梁㊁横梁加强板㊁减振器支架㊁弹簧座㊁套管㊁衬套㊁法兰板㊁纵臂内外板㊁稳定杆等组成，详见图１㊂图１㊀扭转梁结构示意１㊀扭转梁耐久试验方法扭转梁的主要功能是在后轮与车架之间传递力和力矩，其结构尽管简单，但是受力情况复杂，左右轮心作用相互间影响㊂扭转梁疲劳耐久试验典型工况有扭转疲劳工况㊁纵向疲劳耐久工况㊁侧向力疲劳耐久工况，详见表１㊂表１㊀某扭转梁疲劳耐久试验标准项目标准要求加载要求频率加载方向疲劳循环次数扭转疲劳ʃ４０ｍｍ１Ｈｚ两侧同时㊁上下异向加载５０万次，不出现裂纹和异常变形纵向疲劳ʃ３２００Ｎ１Ｈｚ单侧加载１２万次，不出现裂纹和异常变形侧向力疲劳ʃ４５００Ｎ１Ｈｚ单侧加载９万次，不出现裂纹和异常变形㊀㊀其中扭转疲劳工况是扭转梁耐久试验中条件最苛刻㊁受力变化最大的一项试验，其加载示意图见图２㊂试验过程中重点关注的易出现裂纹区域，见图３㊂图２㊀扭转疲劳工况示意图３㊀扭转疲劳重点关注区域２㊀开裂问题分析某扭转梁在扭转疲劳试验进行到８５２００次时，横梁右加强板的点Ａ出现裂纹，进行到９３０００次时，横梁右加强板的点Ｂ出现裂纹，见图４㊂该样品设计标准要求在扭转疲劳工况下，耐久次数要达到５０万次，故不能满足标准要求㊂初步分析该横梁加强板强度不足，横梁右加强板的点Ｂ在点Ａ出现裂纹后，迅速开裂，因为点Ａ开裂后，点Ｂ的应力急剧上升㊂图４㊀扭转梁裂纹位置示意３㊀扭转梁结构优化３ １㊀有限元建模扭转梁采用ＣＡＴＩＡ建模，主要组成部件的材料牌号及厚度信息见表２，材料物理性能参数见表３㊂扭转梁总成有限元数模使用ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ来构建㊂稳定杆使用六面体实体单元㊂扭转梁的其他零件采用壳体单元［３］，其中三角形单元的数量少于单元总数量的１％㊂应力风险位置不能有三角形单元㊂焊缝用壳单元模拟，采用Ｖｏｌｖｏ方法建模㊂单元特征尺寸为５ｍｍ，模型单元数量为１６ ５万㊂分析中考虑了结构变形的几何非线性㊂表２㊀扭转梁零件牌号及厚度参数零件名称材料牌号厚度／ｍｍ横梁Ｂ５１０Ｌ６．０套管ＱＳｔＥ５００ＭＴ３．５左／右法兰板Ｂ５１０Ｌ７．０左／右横梁加强板ＱｓｔＥ４２０ＭＴ５．０左／右减振器支架ＱＳｔＥ４２０ＭＴ３．０左／右弹簧座ＱＳｔＥ４２０ＭＴ３．０左／右纵臂外板ＱＳｔＥ４２０ＭＴ３．５左／右纵臂内板ＱＳｔＥ４２０ＭＴ３．５稳定杆４０Ｃｒ表３㊀扭转梁材料物理性能参数材料牌号屈服强度／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａ弹性模量／ＧＰａ泊松比Ｂ５１０Ｌȡ３５５ȡ５１０２１００．３ＱｓｔＥ４２０ＭＴȡ４２０ȡ４８０２１００．３ＱＳｔＥ５００ＭＴȡ５００ȡ５５０２１００．３使用ＡＢＡＱＵＳ做求解器，对扭转疲劳工况进行静力学强度分析［４］，得到后处理结果㊂通过分析，在扭转疲劳工况下点Ａ最大应力２６４ＭＰａ，点Ｂ最大应力２３１ＭＰａ㊂３ ２㊀结构改进优化从图５可以看出，横梁加强板上Ａ㊁Ｂ两点局部应力非常大㊂结构局部疲劳开裂导致产品整体失效，需要对横梁加强板进行结构疲劳优化，避免结构上局部应力过分集中，尽量使结构上的应力比较均匀［５］，从而使结构不同位置的疲劳寿命比较均衡㊂图５㊀失效部件最大应力示意㊀㊀优化措施为：减小横梁加强板开口长度，调整加强板开口处切边过渡弧段的曲率半径，防止应力集中，达到增加结构疲劳强度的目的㊂横梁加强板开口处切边过渡弧段经过了若干次反复的细微调整与分析验算，调整横梁加强板的开口处的切边形状㊂最终横梁加强板优化方案如图６所示㊂图６㊀横梁加强板优化后结构示意优化后的横梁加强板开口边处应力相对较大，但应力大小比较均匀㊂仿真分析后点Ｃ的最大应力为１９５ＭＰａ，见图７㊂图７㊀点Ｃ最大应力示意针对修改后的扭转梁，分析纵向疲劳工况和侧向力疲劳工况的最大应力状况，详见图８㊁图９㊂可见：纵向疲劳工况下，最大应力为２３４ＭＰａ；侧向力疲劳工况下，最大应力为２３６ＭＰａ㊂横梁加强板优化后几乎不对这两种工况的扭转梁寿命产生影响㊂图８㊀纵向疲劳工况最大应力点图９㊀侧向力疲劳工况最大应力点４ 疲劳寿命验证４ １㊀台架试验验证制作优化后的扭转梁，分别进行疲劳耐久试验验证㊂扭转疲劳台架试验照片见图１０，优化后的扭转梁在扭转疲劳试验进行到６３００００次时横梁加强板出现裂纹，见图１１，满足５０万次疲劳试验要求㊂纵向疲劳试验进行到１８００００次时纵臂外板出现裂纹，满足１２万次疲劳试验要求㊂侧向力疲劳试验进行到９５０００次未出现裂纹㊂图１０㊀扭转疲劳试验台架照片图１１㊀优化后的横梁加强板裂纹示意该方案成本低，仅对现有加强板的模具进行更改，在产品开发后期更具有可行性㊂后期进行的整车道路试验中，扭转梁未出现开裂现象，证实该结构优化可行㊂４ ２㊀材料Ｓ－Ｎ曲线在疲劳寿命试验中的应用结合文中的疲劳试验结果以及应力分析数据进行分析可以积累材料的疲劳性能数据，初步绘制出ＱＳｔＥ４２０ＭＴ材料的Ｓ－Ｎ曲线㊂具体计算如下：在双对数坐标下，以寿命为横轴，以应力幅值为纵轴，在该坐标系上取两点（即是优化前点Ａ与优化后点Ｃ的疲劳寿命以及对应的计算应力），一点为（８５２００，２６４），另一点为（６３００００，１９５），将这两点直线连接得到近似的Ｓ－Ｎ曲线㊂分析纵向疲劳工况最大应力２３４ＭＰａ，出现在纵臂外板处，因材料相同，按照Ｓ－Ｎ曲线预测疲劳寿命为１７ ８万次，跟实际试验的１８万次出现裂纹试验结果非常接近㊂出现差异的原因是因风险位置位于材料的非边界区域，而材料的非边界区域比边缘有更好的疲劳性能㊂Ｍｉｎｅｒ准则给出了材料疲劳损伤线性累计的一个假设㊂即：（１）经过特定载荷的疲劳循环加载后，材料中会出现损伤（对于单一幅值的载荷而言，损伤＝１／疲劳寿命）㊂当损伤达到１的时候，材料疲劳失效，损伤小于１，材料尚未疲劳失效；（２）材料承受不同幅值的疲劳载荷时，材料的损伤等于各种载荷分别产生的损伤之和㊂当应力幅值为２６４ＭＰａ时（大载荷），材料的寿命为８５２００次，即每经过一个载荷循环，材料的损伤为１／８５２００（经过８５２００次，损伤达到１，材料疲劳失效）；应力幅值为１９５ＭＰａ时（小载荷），寿命为６３００００次，即每经过一个载荷循环，材料的损伤为１／６３００００（经过６３００００次，损伤达到１，材料疲劳失效）；如果经过５万次大载荷和６万次小载荷，损伤为５００００／８５２００＋６００００／６３００００＜１，未疲劳失效㊂同理，８５２００次大载荷与６３００００次小载荷产生的疲劳损伤是等效的㊂可见在大载荷工况下，试验的次数少很多，可以节省大量试验时间与资源㊂根据Ｓ－Ｎ曲线与Ｍｉｎｅｒ准则，可得到非常实用的结果㊂如可得出任意恒定幅值载荷对应的材料疲劳寿命；可通过损伤叠加，得到幅值变化的载荷产生的疲劳累计损伤；可以根据损伤相同的原理，制定疲劳寿命加速方案（变小载荷为大载荷，试验次数相应减小）㊂５㊀结论采用有限元计算方法，准确地反映了该扭转梁在扭转疲劳耐久试验中横梁加强板开裂现象的实际问题点，并且通过计算寻找到解决问题的最佳方案，及时㊁准确地找出问题产生原因，从而有效地针对问题采取措施㊂在后续分析中，当类似结构使用相同的材料时，根据材料Ｓ－Ｎ曲线及结构上的应力，则可预测该结构的疲劳寿命，缩短产品的开发周期㊂参考文献：［１］颜伏伍，郑灏，侯献军，等．汽车前副车架耐久性分析与结构改进［Ｊ］．汽车工程，２０１４，３６（４）：４８１－４８５．ＹＡＮＦＷ，ＺＨＥＮＧＨ，ＨＯＵＸＪ，ｅｔａｌ．Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｆｒｏｎｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｒｏｓｓｍｅｍｂｅｒ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，３６（４）：４８１－４８５．［２］高丽萍．后扭转梁扭转疲劳试验可靠性认证方案［Ｊ］．上海汽车，２０１３（７）：９－１１．［３］黄秀成，杨权．某乘用车前副车架钣金开裂问题的分析与改进［Ｊ］．汽车零部件，２０１３（９）：３９－４２．ＨＵＡＮＧＸＣ，ＹＡＮＧＱ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｂｏｕｔｍｅｔａｌｐｌａｔｅｃｒａｃｋｏｆｆｒｏｎｔｓｕｂ⁃ｆｒａｍｅｆｏｒｐａｓｓｅｎｇｅｒｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓ，２０１３（９）：３９－４２．［４］温作蔡，王辉，伍建华．扭转梁后桥结构性能仿真及优化设计［Ｊ］．中国机械，２０１４（３）：１１０－１１２．［５］刘真辉．某车型扭转梁开裂问题的分析与改进［Ｊ］．科学与信息化，２０１６（３４）：３５－３６．纬湃科技将在中国设立全新研发中心，提升电气化动力总成战略重心科技公司大陆集团下属动力总成公司纬湃科技（ＶｉｔｅｓｃｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）将在天津建立一个全新的研发中心㊂目前，公司已与天津经济技术开发区管委会签署相关协议㊂新研发中心预计于２０２１年落成，这里将成为纬湃科技混合动力及电气化动力总成技术的研发基地㊂纬湃科技新能源科技事业部负责人ＴｈｏｍａｓＳｔｉｅｒｌｅ表示： 我们公司的战略重心是电气化动力总成，凭借在这一领域十多年的丰富经验，公司拥有广泛且极具吸引力的产品组合㊂中国是全球最大的电动汽车增长市场，天津的新研发中心将进一步提升公司在亚太地区的研发能力㊂新的研发中心总建筑面积约９０００ｍ２㊂除办公楼外，研发中心还设有一个测试实验室，其中配套各种尖端测试设备，可用于电力驱动技术的测试和验证㊂对纬湃科技而言，天津是其在中国最重要的基地之一㊂公司在天津拥有一家建有高度自动化生产线的工厂，符合最高质量标准，并能大批量生产各类产品㊂２０１９年１０月，纬湃科技的创新型高度集成电动轴驱系统在天津工厂投产，该产品应用于标致雪铁龙集团和现代汽车全新量产车型㊂这款紧凑型电动驱动系统结构轻巧㊁功能强大，且价格适中，更适合大众市场㊂纬湃科技新能源科技事业部亚太区负责人曹彦飞表示： 天津新研发中心是公司在中国发展的又一个里程碑㊂它将帮助我们在中国这一全球最大的汽车市场与本地客户建立更紧密的联系，让我们能够运用电气化技术为客户的车辆研发提供最优的支持㊂ 新的研发中心将携手上海的研发中心展开紧密合作㊂新研发中心吸引着来自世界各地的高端人才，其研发内容涵盖系统㊁软件㊁机电一体化㊁测试等多个领域㊂纬湃科技为全球客户提供广泛的电气化解决方案，其产品包括４８Ｖ中混技术，以及适用于混动至纯电动系统的关键组件，包括功率电子㊁充电㊁电池管理系统㊁电动轴驱系统等㊂（来源：俞庆华）。
扭转实验报告扭转实验报告(二)
扭转实验报告扭转实验报告（二）引言概述本文是《扭转实验报告（二）》的文档，旨在对扭转实验进行详细的描述和分析。
扭转实验是一种常用的实验方法，通过对材料或组件的扭转行为进行观察和分析，可以了解其力学特性和性能。
本文将从以下五个方面进行阐述和讨论。
正文内容一、实验目的1. 确定材料的扭转强度和扭转刚度。
2. 探究不同试样尺寸和几何形状对扭转行为的影响。
3. 分析材料的扭转变形模式。
（1）进行扭转实验，记录力学性能数据。
（2）测量不同试样尺寸和几何形状的扭转角度和扭转力。
（3）观察扭转变形模式，分析对材料性能的影响因素。
二、实验装置和试样准备1. 实验装置的构成和使用方法。
2. 试样的准备和制备工艺。
3. 不同试样尺寸和几何形状的选择原因和操作要点。
（1）介绍实验装置的主要组成部分和工作原理。
（2）详细说明试样的制备工艺和步骤。
（3）分析为何选择不同的试样尺寸和几何形状，并解释操作要点。
三、实验过程和数据处理1. 实验流程和步骤。
2. 数据采集和记录要点。
3. 数据处理和结果分析方法。
（1）列出实验的流程和步骤，包括实验前准备、实验过程和实验后处理。
（2）说明数据采集和记录的要点，包括采集频率、测量误差等。
（3）介绍数据处理和结果分析的方法和指标，例如绘制应力-扭转角度曲线、计算扭转刚度等。
四、实验结果和讨论1. 数据展示和分析。
2. 结果的解释和讨论。
3. 结果与理论的比较和分析。
（1）展示实验得到的数据，包括扭转角度、扭转力、应力-扭转角度曲线等。
（2）解释和讨论结果，如不同试样尺寸和几何形状对扭转行为的影响。
（3）比较实验结果与理论预测的差异，分析可能的原因。
五、结论1. 总结实验结果和发现。
2. 提出改进和进一步研究的建议。
（1）总结实验结果，归纳主要发现和观察。
（2）给出改进实验和进一步研究的建议，如优化试样尺寸和几何形状的选择，深入探究材料扭转行为的机理等。
总结本文详细描述了《扭转实验报告（二）》的内容，从实验目的、实验装置和试样准备、实验过程和数据处理、实验结果和讨论以及结论五个方面进行了分析和阐述。
建筑结构扭转的成因与设计优化及控制方法
建筑结构扭转的成因与设计优化及控制方法【摘要】本文主要通过分析建筑结构扭转的成因，强调建筑抗扭设计在抗震中的作用，并且根据建筑结构扭转的成因提出了设计的优化的建议和一些控制方法。
【关键词】结构扭转；设计优化；控制方法目前各国都对结构扭转效应控制进行了一系列相关的规定，我国抗震规范以及高规对扭转效应控制的具体规定也在逐步的完善，鉴于这种情况，有大部分的研究工作者以及结构工程师都进一步思考和分析了这个问题，从而给建筑结构抗扭设计提供了一些参考意见。
1、结构扭转概述在以往的经验中，我们发现，大部分的建筑结构发生破坏等情况都是由扭转造成的，因此，要想减小建筑结构遭受地震破坏的程度，就需要加强结构的抗扭刚度和抗扭能力，这也是目前结构设计中一项非常重要的概念。
建筑布置的不合理往往会产生扭转效应，所以要想控制扭转效应，在建筑的布置等方面就要尽可能的合理。
抗震结构的设计应该遵循满足平、立面简单对称的原则，尽可能的减少凸出和凹进等等复杂的平面，平面的刚度也应该尽可能的保持均匀。
2、建筑结构扭转原因分析外来干扰：当发生地震时，由于地面质量间存在着差别性的运动，从而使地面在产生平动分量的同时，还产生了转动分量，结构发生扭转的原因正是由于转动分量的迫使。
但是，地震观测的工作条件比较复杂和艰难，所以目前来说，扭转分量的相关理论和计算方法还不是十分的成熟，部分的技术在实际工作中也没有得到解决，所以，现在的抗震规范大多都没有将地震扭转分量的计算考虑进去。
我国的规范考虑了这方面的影响，并给出了明确的规定：当不规则结构进行扭转耦连计算时，可以将平行于地震作用方向的两个边的地震作用效应和一个适当的增大系数进行相乘，在通常情况下，短边可以取1.15，长边可以取1.05，如果扭转的刚度比较小的话，那么增大系数最小应该是1.3。
建筑结构本身原因：如果建筑结构的刚度中心不能够重合质量中心，那么在地震的作用下就会导致结构的扭转振动。
如果建筑结构各层的刚度中心可以重合质量中心，但整个建筑的质量中心并没有在同一条轴线上，就也会受到地面运动的扭转分量、活荷载的偏心以及其他相关复杂因素的影响，从而形成结构的扭转振动。
偏心隔震结构的扭转效应分析
［转半径： ／ｃ ０ １ ｉ ／／ ：、，ｍ ．
５ ～７
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８层
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【 中图分类号】 Ｔ ３ １ Ｕ １． ３
任进行 础１ 蔗研 究时 ， ＂７ 考虑到研 究 的方便 ， 采用 简 常 化的模 型和似定 ， 略 许 多会影 响结构 控 制 实际效 果 的 忽 素 女在分析不规则建 筑物 受地 震作用 时，ｊ ！ ｌ Ｉ ｆ 忽略扭转 的 影响 ， 通过对地震灾害的 凋查和试验 、 理论 分析 。 证明建筑 物 住地震作 用下 ， ｒ产 牛平 动外 ， 除 还会 广 生扭 转振 动。扭转 ： 反心 甚 争可能 足造成建 筑物 破坏 的主 要ｌ 素 。冈此 ， 夭 Ｉ 研究 地
得 有 天地 向运 动 转 动 分 量 的地 震 录 。 而 由 前一 索 引 起 的结 构扭 转 放 心 较 难 确 定 本 文 只 讨 论 由 于基 础 隔 震 结 构
图 １ 隔 离房 屋 标 准 层 平 面 图
偏心而 乍 的结构 地震 扭转 效应 。 往 现文 中隔震 建筑 Ｌ
２８ ． ４×１ ０
２ 工 程 概 况
某 ｌ ８层钢筋｝ 凝土框架 基础 隔雀住宅 楼 ， 昆 采用铅 芯夹
橡胶 隔震技 术。抗震 波防烈度为 ８度 。场地 类别为 ｌ 类 ， ｌ 房 Ｉ 商 ３Ｉ， ｆ半而形状 “ 形 ， ｑ ｌ Ｉ ” 两个矩 形平 向之 『 由楼梯 ｕ Ｊ 进行迮接 ， 标准层 面 如ｌ １ 剖
３ 隔震 支座 的调 整与 隔震 结构 扭转效 应分 析
偏心荷载下结构性能分析研究
偏心荷载下结构性能分析研究偏心荷载在土木工程中是一个重要的问题，对结构的受力和性能产生影响。
本文将对偏心荷载下结构的性能进行深入研究，并探讨其对结构的影响。
偏心荷载指的是作用在结构上的力矩，其力矩中心与结构的几何中心不重合。
这种荷载常常会引起结构的非均匀受力和变形。
为了对结构的性能进行分析研究，我们首先需要了解偏心荷载对结构的影响，然后采取相应的措施加以解决。
偏心荷载会导致结构的变形和应力集中。
当偏心荷载施加在结构上时，结构会发生倾斜和扭曲，产生不均匀的应变和应力分布。
这可能会导致结构的强度和刚度降低，甚至造成结构的破坏。
因此，对于受到偏心荷载作用的结构，我们需要进行性能分析，确认结构的稳定性和承载能力。
结构性能分析是通过数值计算和实验研究等方法来评估结构在偏心荷载下的表现。
数值计算可以通过有限元分析等方法，对结构进行力学仿真，得到结构的应力和变形情况。
实验研究则是通过在实际实验室中进行各种试验，如钢筋混凝土梁试验等，来评估结构的性能。
从资料中我们可以了解到，偏心荷载对结构的性能有着显著的影响。
在偏心荷载作用下，结构承载力会降低，而结构的变形和挠度则会增加。
因此，在设计和施工过程中，我们需要根据偏心荷载的特点，进行针对性的结构设计和加固措施。
诸如增加结构的刚度和强度等措施都可以有效地改善结构的性能。
此外，对于一些需承受大偏心荷载的结构，我们还需要考虑结构的稳定性问题。
采取适当的加固措施，如设置斜撑等，可以提高结构的整体稳定性，减少变形和应力集中现象的发生。
此外，结构性能分析还关注结构的疲劳耐久性问题。
在长期服役过程中，结构受到的偏心荷载可能会引起结构的疲劳破坏，从而危及结构的安全性。
因此，在结构的设计和使用过程中，我们需要考虑偏心荷载对结构的疲劳影响，并采取相应的措施来延长结构的使用寿命。
总之，偏心荷载在结构的受力和性能中具有重要影响。
我们需要通过数值计算和实验研究等方法，对结构在偏心荷载下的性能进行深入研究。
单层偏心结构平扭耦合地震反应分析-工程建筑设计施工论文
第!"卷第##期建筑结构$%%"年##月单层偏心结构平扭耦合地震反应分析裴星洙张立廖述清张小玲（西安交通大学建筑工程与力学学院&#%%’(）［提要］结构的偏心距对结构的抗震性能有较大的影响，对刚度偏心结构和质量偏心结构的地震响应作了详细深入的分析。
建立了单层偏心结构在地震作用下的平扭耦联运动方程，并采用)*+,-./0阻尼，应用时程分析法，对结构进行线弹性分析，解出在不同偏心率时结构模型的动力特性和地震反应，最后得出一些有用的结论，可为结构地震扭转效应的工程计算和设计提供参考。
［关键词］平扭耦合偏心率刚度偏心质量偏心时程分析法!"#$%&’&()*(+,$’"-./&,("&/0/12//"34#"&$#1’("#"53(4&’("()6"/7&1(4%!&%88/14’9:14+91+4/;"5/4<#41=7 >+#?/／1-.2.3/405，60*3/7.，7.*8905:.3/，60*3/2.*8,.3/（9;088,8<=.>.,?3/.3--@.3/*3A B-;0*3.;C，2.’*3D.*8E83/F3.>-@C.E+，2.’*3&#%%’(，=0.3*）!@&14#91：?;;-3E@.;A.C E*3;-8<*C E@5;E5@-0*C/@-*E.3<,5-3;-83*C-.C G.;H-@<8@G*3;-8<E0-C E@5;E5@-I J-E*.,-A*3A *3*,+C.C83C-.C G.;@-C H83C-8<C E.<<3-C C-;;-3E@.;C E@5;E5@-*3AG*C C-;;-3E@.;C E@5;E5@-.CG*A-I K0-G8G-3E5GA.<L <-@-3E.*E.3/-:5*E.838<;85H,.3/M-E N--3E0-E@*3C,*E.83*3AE8@C.838<C.3/,-,*+-@8<*C+G G-E@.;C E@5;E5@-53A-@ -*@E0:5*O-.C-C E*M,.C0-A I P+*A8H E.3/)*+,-./0A*G H.3/G8A-,*3A5C.3/E.G-L0.C E8@+*3*,+C.C（Q.,C83L!G-E08A），E0-,.3-*@-,*C E.;*3*,+C.C8<E0-C E@5;E5@-.CG*A-，*3AE0--*@E0:5*O-@-C H83C-*3AA+3*G.;;0*@*;E-@.C E.;C8<E0-C E@5;E5@-G8A-,*@-;*,;5,*E-A53A-@A.<<-@-3E*C+G G-E@.;@*E-C I K0->*,5*M,-;83;,5C.83C*@-C5//-C E-A，N0.;0;*3C5H H,+@-<-@-3;-C E8-3/.3--@.3/;*,;5,*E.83*3AA-C./38<C E@5;E5@*,E8@C.83*,@-C H83C-53A-@-*@E0:5*O-IA/%2(45&：;85H,.3/；E@*3C,*E.83；E8@C.83；-;;-3E@.;.E+；@*E.8；C E.<<3-C C；:5*,.E+；E.G-L0.C E8@+*3*,+C.CB引言扭转反应是地震破坏的重要因素之一［#］。
偏心导致的结构承载能力下降的设计修正
偏心导致的结构承载能力下降的设计修正崔玉华;姚欣【摘要】起重运输机械钢结构设计过程中,有时为了避免干涉,会设计出偏心的结构.这种结构会造成附加弯矩的产生,从而导致结构从拉压构件变成压弯或拉弯构件的情况.分析了这种结构的危害,并结合实例介绍了其修正方法.【期刊名称】《港口装卸》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P19-21)【关键词】偏心结构;附加弯矩;压弯【作者】崔玉华;姚欣【作者单位】华电重工股份有限公司上海分公司;华电重工股份有限公司上海分公司【正文语种】中文在起重运输机械设计中，结构特别是传力结构存在偏心往往会产生较大的危害，因为轴力构件产生了附加弯矩。
结构设计之所以会出现偏心结构，主要是因为在结构设计时为了避免干涉或者给附属的设备留下空间。
而一般情况下，没有偏心的结构在满足规范要求下，都足以承受比工作载荷大得多的载荷。
设计人员会认为较小的偏心不会造成结构承载能力的严重下降，因此忽略了偏心的危害。
本文通过分析和比较偏心结构和非偏心结构受载后的强度，说明了偏心构件的危害，并列举了几个实际项目的偏心结构设计来说明这个问题以求避免在今后的设计中出现这种结构，保证设计出来的产品的安全性，同时也避免设计返工，浪费时间，增加成本。
为了分析偏心结构的受力，本文利用一个简单的悬臂梁受压结构在受载后的强度来说明，见图1。
结构的截面为箱梁，其中翼缘板宽200 mm,翼缘板厚12 mm；腹板高300 mm，腹板厚10 mm。
图2为悬臂形式的轴力结构和偏心结构的受力简图，载荷为40 t。
悬臂梁没有偏心时只受压，截面的面积为A=10 800 mm，压力F=40 t。
通过计算，截面的压应力为σ=36.33 MPa。
同理，对于偏心结构，BC段梁近似为受压构件；而AC段为压弯构件,偏心距为500 mm，附加的弯矩为M=1.962 E+8 Nmm，轴力为F=40 t。
截面惯性矩Ix=1.618 7E+8 mm3，翼板上侧的截面抗弯模量Wx=1.038E+6。
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扭转及偏心荷载作用下的结构分析毕业论文目录第1章基本资料 (1)1.1 睿江大桥设计资料 (1)1.2 设计依据 (2)第2章方案比选 (3)2.1 初拟方案 (3)2.2 方案初选 (3)2.3 各方案的技术经济比较 (6)2.4 推荐桥型方案 (7)2.5 设计荷载及其组合 (8)2.5.1 主要设计荷载 (8)2.5.2 主要荷载组合 (8)2.6 设计基本参数 (9)第3章结构分析理论及成桥计算 (10)3.1 结构计算理论简介 (10)3.1.1 竖向荷载作用下的结构分析 (10)3.1.2 横向荷载作用下的结构分析 (10)3.1.3 扭转及偏心荷载作用下的结构分析 (10)3.1.4 空间分析法 (11)3.2 睿江大桥结构分析理论 (12)3.3 睿江大桥有限元模型 (13)3.3.1 材料参数 (13)3.3.2 模型结构的组成 (15)3.3.3 模型边界条件的模拟 (17)3.3.4 睿江大桥空间有限元模型 (17)3.4 悬索桥成桥状态静力计算 (19)3.4.1 结构“初始平衡状态”的确定 (19)3.4.2 满跨汽车荷载分析 (25)3.4.3 满跨人群荷载分析 (26)3.4.4 静风荷载分析 (27)3.4.5 温度作用分析 (29)3.4.6 移动荷载工况分析 (31)3.5 屈曲分析 (33)3.6 动力分析 (34)3.6.1 特征值分析 (34)3.6.2 反应谱分析 (39)3.6.3 时程分析 (39)第4章主要构件的设计与验算 (41)4.1 索塔设计 (41).WORD版本.4.1.1 国外已建成或在建的钢筋混凝土索塔 (41)4.1.2 尺寸的拟定 (41)4.1.3 索塔验算 (43)4.2 主缆的设计与验算 (44)4.2.1 主缆的材料及截面 (44)4.2.2 结构设计与受力分析 (45)4.2.2 主缆安全性系数验算 (48)4.3 吊杆的设计与验算 (48)4.3.1 吊杆的材料 (48)4.3.2 吊杆结构形式 (48)4.3.2 吊索安全性系数验算 (49)4.4 加劲梁设计与验算 (52)4.4.1 结构设计与构造 (52)4.4.2 结构受力分析及强度、刚度验算 (53)4.5 岩孔锚和索鞍的设计 (56)第5章施工组织设计 (58)第6章施工阶段仿真分析 (66)6.1 鞍座自由滑移施工分析 (67)6.2 鞍座固结施工分析 (73)6.3 鞍座顶推施工分析 (74)结束语 (79)致谢 (82)参考文献 (83)附录 (84).WORD版本.第1章基本资料1.1 睿江大桥设计资料设计标准：荷载：公路－I级＋人群作用；桥面宽度：净9m+2×1.0m人行道，自行根据规设计其它细部构造尺寸；桥面纵坡：1%，对称设置，需采用圆弧线或缓和曲线连接，曲线设置需符合相关规要求；桥面横坡：1.5%。
气象情况：年平均气温20~30℃；月平均高温30.8℃；月平均低温7.3℃；最高温度39.6℃；最低温度-3.5℃。
地形地质条件：桥址处地面覆盖约2.0m碎石土层，其下为大围弱风化白云岩层。
其他信息：通航要求：IV-（1）。
本工程里程桩号及地面标高参见表1。
设计可不含桥台以外的引道工程。
表1 地面线里程桩号及地面标高.WORD版本.1.2 设计依据(1) 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）(2) 《公路桥涵设计通用规》（JTJ D60-2004）(3) 《公路桥涵钢结构及木结构设计规》（JTJ 025-86）(4) 《公路悬索桥设计规条文说明》（JTJ 2002）(5) 《公路桥涵施工技术规》（JTJ 041-2000）(6) 《公路工程抗震规》（JTJ044-89）(7) 《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62-2004）(8) 《公路桥梁抗风设计规》（JTG-T D60-01-2004）(9) 《公路桥涵地基及基础设计规》（JTJ024-85）(10)《桥梁工程(上册)——立础编》(11)《桥梁工程(下册)——顾安邦编》(12)《桥梁毕业设计指导书》.WORD版本.第2章方案比选2.1 初拟方案根据桥址地形、地质、水文条件和技术标准的要求,拟订出不同体系、不同材料且各具特色，并可能实现的六个桥型方案图式：1. 86+158+86m三跨连续梁桥2. 88+154+88m三跨连续刚构桥3. 净跨183m的上承式箱板拱桥4. 净跨220m的中承式钢管混凝土拱桥5. 跨径264m的独塔单跨隧道锚混凝土加劲梁悬索桥6. 跨径90m+180m的独塔双索面斜拉桥2.2 方案初选从总体布局、环境协调、通航要求、技术先进性、施工可能性、景观要求、技术经济等多方面考虑后，选出以下三个图式来进行方案比选。
1）第一方案——三跨连续刚构桥（图1.1）图1.1 三跨连续刚构（1）总体布置和结构体系：此方案的桥跨布置为88+154+88m三跨变截面单箱单室连续刚构体系, 边中跨比为0.54。
该桥采用三向预应力体系,桥面宽度11.5m，桥面纵坡1%，对称设置，桥面横桥向设1.5%的双向横坡。
（2）主梁截面：箱梁根部梁高8.7m，跨中及端部梁高均为2.7m，从根部到跨中（两.WORD版本.端）箱梁底缘按二次抛物线变化，箱梁顶板宽11.5m，底板宽6m，翼缘板悬臂长为2.75m，底板厚度由根部向跨中从0.8m变化到0.3m,0号块距墩中心4m围箱梁顶板、底板厚度分别为0.3m、1m，腹板厚度由根部向跨中从0.6m变化到0.3m，采用C50混凝土浇筑。
（3）下部构造：连续刚构由于墩梁固结，即使在正常使用条件下，由于温度变化、混凝土收缩徐变、预应力及行车制动力等因素的存在，使得桥墩基础一直有水平力作用，若墩的抗推刚度大，则以上几项因素引起的次力将相当大。
本桥采用双薄壁墩身，壁厚2m .主墩墩高分别为44m、55m，具有较好的柔性，能够很好的适应连续结构的变形，从而减少了连续结构因温度变化、混凝土收缩徐变等因素在墩身中产生的次力。
主墩墩身外形尺寸为2m×6m，净间距5m，由于地质条件良好，故采用刚性扩大基础，基础高3m，每层台阶厚1m。
桥台采用重力式U型桥台。
（4）施工方案：本桥采用挂篮悬臂施工法，0号块和1号块采用搭支架现浇，然后挂篮悬臂浇筑施工，先边跨合龙再中跨合龙，墩身采用翻模法施工。
2）第二方案——上承式箱板拱桥（图2.2）图2.2 上承式箱板拱（1）总体布局和结构体系：此方案的桥跨布置为3×30m+183m+2×30m，其中主桥为净跨183m的上承式箱板拱，两边引桥均为标准跨径预应力混凝土简支T梁。
桥面宽11.5m，桥面纵坡1%，对称设置，桥面横桥向设1.5%的双向横坡。
（2）主拱圈：主拱圈采用上承式板拱悬链线无铰拱，净跨径183m，净矢高36.6m，矢跨比1/5，拱圈高度为2.9m。
拱圈由2个1.5m的边拱箱和5个1.4m的中拱箱组成，拱圈采用节段预制，现浇拱接缝与拱圈形成整体并受力。
为增大拱箱的整体性，除了在吊装点和立柱下设置横隔板外，在每隔3m的拱肋弧长处设置一横隔板。
（3）拱上建筑：拱上立柱为柱形，平面尺寸分为1m×0.9m和1m×1m两种。
在立柱与拱圈相接的地方设置有与拱圈同宽的垫墙，保证上部荷载能比较均匀的传递到每个拱箱，对于高立柱为避免应力集中，在此间还设有一定高度的底座。
对高度超过15m的立柱，.WORD版本.还设有横系梁。
立柱上为高0.75m的盖梁，悬臂长为1.95m。
其上是19孔10m跨标准预应力混凝土空心板，板高0.5m，中板宽1.0m，边板宽1.25m,桥宽方向需布置11块空心板，盖梁顶设横坡。
桥面板现浇上0.1m的防水混凝土桥面铺装。
（4）引桥设计：主桥一边为3×30m预应力混凝土简支T梁，另一边为2×30m预应力混凝土简支T梁。
T梁梁高2m，每跨采用7片预制T梁，盖梁顶设横坡，桥面板现浇上0.1m的防水混凝土桥面铺装。
（5）下部构造：拱座为长18m，宽11.5m，高15m的台阶形大体积混凝土工程。
主桥与引桥交接墩为直径1.8m的双柱式墩，其余引桥桥墩直径均为1.5m，基础采用刚性扩大基础，高2m，每层台阶厚1m，桥台采用重力式U型桥台。
（6）施工方案：主桥拱圈采用缆索吊装施工，主拱圈由工厂分段预制，试拼合格后通过运至现场缆索吊装。
主拱圈合龙后，开始修建拱上立柱，现浇盖梁，吊装预应力空心板桥面板，最后进行桥面系的施工。
引桥采用预制吊装预应力混凝土简支T梁。
3）第三方案——独塔单跨岩孔锚钢箱加劲梁悬索桥（图1.3）图1.3 独塔单跨岩孔锚钢箱加劲梁悬索桥（1）总体布局和结构体系：此方案的桥跨布置为2×30m+272m，其中主跨为272m的独塔单跨岩孔锚钢箱加劲梁悬索桥，由于边跨较短，并且地形较好，于是采用标准跨径预应力混凝土简支T梁。
桥面宽11.5m，桥面纵坡1%，对称设置，桥面横桥向设1.5%的双向横坡。
（2）主缆：主缆采用PPWS法施工的平行钢丝束股钢缆，全截面共33根束股，每股由127根直径 5.1 mm的镀锌高强钢丝编成。
主跨主缆垂跨比约为1/10，直径为0.0856 m2。
（3）吊索：主桥主跨的竖直吊索间距为9+32×8+16m，边跨不设吊索。
吊索为销接式, .WORD版本.为方便取材与施工也采用镀锌高强钢丝，其材料与规格与主缆相同。
（4）加劲梁：本桥加劲梁采用扁平钢箱梁截面型式，箱梁中部梁高2.25m，端部梁高，顶板厚14mm，底板厚12mm，顶板形成双向横坡1.5%，箱梁全宽16.3m。
（5）索塔：采用预应力混凝土门式框架结构，索塔桥面以上为56m，全高82m，塔柱为带倒角的空心箱形截面，顺桥向宽4.5m，横桥向宽3.2m，每边壁厚为0.8m，基础采用刚性扩大基础，高6m，每层台阶厚2m。
（6）锚碇：为提高经济效益，减小对山体的扰动，两锚碇充分利用地形，均采用岩孔锚。
（7）施工方案：先缆后梁，钢箱梁刚结后再桥面二期施工。
钢箱梁从东向西依次吊装，两边的端节段最后合龙。
江中采用浮运吊装，荡移曲外结合钢栈桥施工。
边跨预应力混凝土简支T梁采用工厂预制现场吊装。
2.3 各方案的技术经济比较表2.1 方案比选表.WORD版本.2.4 推荐桥型方案经过以上技术、经济比较，并结合桥梁设计的几大原则，推荐第三方案独塔悬索桥作为推荐桥型方案。
安全性：对于建成后使用的拱桥和悬索桥是十分安全的，如果说拱桥在施工阶段有一定危险，但也很少听闻悬索桥在施工及运营中出现过事故，故其安全性是有保证的；适用性：三个方案均具有适用性；经济性：三个方案中除推荐方案造价比较高外，另两个比较方案均比较经济，故经济性是推荐方案的一个软肋；美观方面：拱桥和悬索桥相对连续刚构桥来说更加美观，都是我国的传统桥型，拱桥古典优雅，和环境十分协调，而此悬索桥由于造型奇特，尤其是力学结构上比较新颖，受力明确，散发一种生机勃勃的朝气，十分有活力；环保方面：三者对环境的影响均不大，可能推荐方案的锚碇施工对地质有些影响，不过也是机械方面的小扰动，不存在环保问题；耐久性：推荐方案悬索桥的吊索需要更换，另外两个比较方案耐久性均.WORD版本.可以，其中拱桥应该是最好的。