学习定性结构力学的一些小体会

学习定性结构力学的一些小体会

通过三天结构力学的学习，我对于结构力学有了新的认识，特别是对袁教授提出的定性结构力学有了新的认识和体会。定性结构力学和工程实际有很大的联系，使我对本科阶段学习的桥梁结构有了进一步的认识和思考，在这里举一个连续梁内力计算的小例子来阐述自己对定性结构力学的理解。

计算6×30m连续梁桥，支点和跨中的弯矩和剪力。桥梁总体布置的立面和平面布置及细部尺寸如图1所示。该连续梁桥的截面形式是箱型，具体横断面布置形式如图2所示，细部尺寸如图3所示。（图片是应该附上，可是如果附了图片就不能上传作业，这里只有忍痛割爱了）

已知：

1．恒载

.1.1．每延米梁重：中梁：34.85KN/m

边梁：35.83KN/m

1.2．现浇层、沥青铺装层及内外侧栏杆

现浇砼厚8cm，荷载集度为：20.64KN/m

9cm沥青铺装层的荷载集度为：22.2525KN/m

栏杆的荷载集度为18KN/m（两侧合计）

按照荷载分布位置，边梁：19.72KN/m

中梁：10.72KN/m

端横梁荷载集度为：9.5KN/m

2．活载作用内力计算

活载加载时，该桥梁结构已由简支结构转为连续结构，因此，活载内力计算是基于成桥状态的连续结构求解的。设计荷载为公路—Ⅰ级。

求解：

一、定性结构力学分析

通过已有的经典结构力学得知，该梁在支点出存在负弯矩，在跨中处存在正弯矩。如果我们利用先有的经典结构力学进行计算，得出的精度一定达不到工程要求，因为在桥梁的横向存在横向分布系数，在纵向将会有移动荷载带来的主梁内力计算问题，所以用经典结构力学是无法进行计算的，但是我们可以利于定性结构力学得知支点处和跨中内力分布的大致方向和大小，为我们进行初步的结构配筋打基础。

二、程序结构力学求解

该题目如果用经典结构力学求解将是比较困难的，所以在这里用程序结构力学进行求解，在这里我应用桥梁专用计算软件——桥梁博士Dr.Bridge3.0进行求解。

1、计算软件简介

结构计算分析采用土木工程专用软件Dr.Bridge3.0进行。并按照相关标准验算结构在各种状态下的内力、应力、变形等。

桥梁博士系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。它能分析直线桥、斜弯桥、斜拉桥等结构形式，可以做主梁内力计算、横向分布系数计算、应力分析、强度验算等。此次设计使用的是软件的新版本，即Dr.Bridge3.0。

2、结构建模

全桥整体及局部构件分析时，采用土木工程专用软件Dr.Bridge3.0建立仿真模型进行，

以实现自动化设计、计算和结构安全检查。

根据该桥梁构造特性，全桥共划分108个单元，各跨均为18个单元，19个节点，将端横梁视为集中荷载加载于相应位置。

结构计算模型如图4所示。（图片是应该附上，可是如果附了图片就不能上传作业，这里只有忍痛割爱了）

3、连续梁内力组合（不计预应力）

①边梁内力组合详见表1。

表1 边梁内力组合表

②中梁内力组合详见表6.2。

表2 中梁内力组合表

经过计算，我们可以看出在支点处，弯矩是负值，表明上部受拉，在上部配置受拉钢筋，在跨中，弯矩是正值，表明下部受拉，在下部配置受拉钢筋。支点处，剪力较大，需要配置抗剪钢筋，如箍筋等。与我们前述定性结构力学分析的结果一致。同时也用人脑检验电算是否正确。

我们可以根据定性结构力学分析上述所计算的弯矩，剪力大小是否复合我们前述的假定和推测，经过对数据进行整理和分析，程序结构力学的计算结果完全复合我们前述定性结构力学的推测。随后，就可以根据所求弯矩和剪力进行结构的配筋设计。

诸如此类的例子在桥梁结构上还有很多，比如简支梁吊装问题，可以用定性结构力学大致计算出吊点位置，再用经典结构力学或程序结构力学准确的算出吊点位置。

由上述例子可以看出定性结构力学的作用很多，可以在工程现场大致估算结构内力，也可以对程序结构力学所解的内容进行检查和复核。但是我个人认为它的基础是经典结构力学，所以对于基础的东西还是要下功夫学习，因为没有经典结构力学就没有定性结构力学。（我个人这样理解的）

袁教授：

您好，因为之前没有系统的接受定性结构力学的学习和理解，由于工作时间短，也没有见到过很正式的定性结构力学的定义和例题等，不知这样写体会是否复合您的意思，如有需要改正之处，请指出。谢谢。

祝您身体健康，万事如意。

学生：乔文靖（西安工业大学）