浅谈对梁格的几点认识
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梁楷的简笔人物画名词解释简笔人物画是一个常见的绘画形式,以简单、直观的线条勾勒人物形象。
它不追求精确的细节和色彩层次,而是以抓住形体的特征和表情来展现人物的形象和个性。
梁楷是一位擅长于创作简笔人物画的艺术家,他以其独特的风格和技巧在艺术界备受称赞。
1. 简笔人物画:简笔人物画是一种简洁的绘画形式,通过简单而生动的线条来勾勒人物的形象和特征。
与传统的绘画形式相比,简笔人物画更注重形体的表现和笔触的生动。
通过简洁的线条和轻松的氛围,它能够给人一种轻松愉快的感觉。
2. 梁楷:梁楷是当代著名的艺术家,他擅长于创作简笔人物画,尤其擅长捕捉人物的特征和表情。
他的作品以简洁、生动的线条为主,通过勾勒人物的轮廓和表情,展现出人物的个性和情感。
他的作品不仅赢得了艺术界的赞誉,也受到了广大观众的喜爱。
3. 线条的运用:梁楷在简笔人物画创作中巧妙地运用线条来塑造人物形象。
他善于运用曲线和直线的变化,通过细腻的笔触和有力的线条来表达出人物的动态和个性。
线条的运用不仅能够展现出人物的外貌特征,还能够传达出人物内心的情感和精神状态。
4. 特征的捕捉:梁楷擅长捕捉人物的特征,通过几笔勾勒出人物的面部特征,如眼睛、嘴巴、鼻子等,这些特征能够准确地表达人物的个性和情感。
他通过细腻的线条和独特的构图,使人物形象栩栩如生,给人一种强烈的视觉冲击力。
5. 表情的表达:梁楷的作品中,人物的表情是其重要的表现手法之一。
他通过简洁明快的线条勾勒出人物的面部表情,如笑容、愁容等,使人物的情感和内心状态得以传达。
这种简约而又生动的表达方式,能够引起观众共鸣,使他们能够更好地理解和感受到人物的情感。
6. 轮廓的塑造:在梁楷的作品中,轮廓起着举足轻重的作用。
他通过精确而流畅的线条来塑造人物的轮廓,使人物形象显得更加立体和真实。
通过合理运用线条的粗细、深浅和曲直,他能够使人物形象更具立体感和动态感。
7. 情感与意境:梁楷的简笔人物画不仅仅是对外貌特征的描绘,更是对人物情感和内心意境的刻画。
梁格分析在梁桥计算中的应用摘要:本文论述了梁格法在梁桥结构分析中的应用,并以简支T梁为例进行分析说明。
关键词:梁格法,T梁,横向分布系数Abstract: This paper discusses how to apply the grillage method to analyze the structure of the bridges, and takes the T beam for example.Key words: grillage method , T beam , lateralloaddistributionfactors1. 概述梁格法[1]是将分散的梁板或箱梁某一段内的弯曲和抗扭刚度假定集中于最邻近的等效梁格内,实际结构纵向刚度集中于纵向梁格内,横向刚度集中于横向梁格;原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲是恒等的;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。
梁格法的难点是刚度等效和荷载等效,如若处理不当,则难得到想要的计算结果。
但是梁格法易于理解和使用,利用计算机计算很方便,计算结果精确有效,被广泛应用。
2. 梁格分析本文只分析梁板式上部结构的梁格分析,并以T梁为例加为详细说明;对于闭口箱梁,这里不作论述。
2.1 梁格划分(1)纵梁与每片T梁中心线重合。
梁格须重合于设计受力线,纵梁间距不宜过大,对于纵梁间距较大,可在纵梁间距中心设置虚拟梁,使结构受力连续,也便于荷载模拟。
(2)对于有横隔板部位,必须设一根梁格与之重合。
若横格板间距较密,可仅在横格板处设横梁,但横梁的间距与纵梁间距须相当,以使结构受力灵敏;若横格板间距较稀,参照纵梁设置原则设置。
(3)对于斜桥,纵梁与横梁一般是正交的,但对于支点处,端横隔梁一般为斜交的,故需根据实际受力和构造进行布设。
2.2 截面特性(1)纵梁梁格惯性矩通常按截面的形心计算。
内梁和边梁是处于不同的水平线,采用二维梁格分析,通常这种差距略而不计;但是考虑板的薄膜作用[1]时,建议采用空间梁格分析,纵梁与横梁间采用刚度很大的构件连接。
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。
基于梁格法的曲线桥受力分析摘要:结合工程实例,采用有限元软件Midas/Clvil建立曲线桥单梁法模型与梁格法模型,分析桥梁在恒荷载作用下的内力,并将单梁法与梁格法计算结果对比分析。
关键词:曲线桥;Midas Civil;梁格法中图分类号:文献标志码:文章编号:引言随着城市建设以及交通运输的快速发展,由于对桥梁平面线性的一定需求,使得曲线桥、斜交桥等结构在桥梁建设中得到广泛应用,而曲线桥相较于直线桥具有较强的地形适应性,采用单梁模型来进行简单的近似计算往往一定的误差,而梁格法在分析曲线桥中更为有效。
梁格法能够较好的模拟桥梁结构的受力性能,因此广泛应用于各类桥梁的分析中。
1 梁格法1.1 梁格法基本原理梁格法是应用于实际设计过程中的一种分析方法,它具有广泛的适用性,能应用于格构式结构、梁板式结构和板式结构等多种桥梁结构中,同时兼具计算快捷方便和容易被设计人员理解使用的优点,因此被广泛应用。
梁格法的基本思路是采用一个等效的梁格体系,来比拟桥梁的上部结构。
等效梁格体系的各构件刚度由实际结构对应区域构件的扭转刚度和抗弯刚度等比拟。
其中,实际结构的实际横向刚度比拟为等效梁格横向构件的刚度,而实际结构的纵向刚度则比拟为等效梁格纵向构件的刚度。
按照等效的基本思想,在相同的外荷载分别施加到等效梁格和桥梁上部结构时,等效梁格应产生与桥梁上部结构相同的变形,等效梁格的纵横向构件各位置处的内力都应与桥梁上部结构对应位置处的内力相等。
但采用杆系单元构件构成的等效梁格并不能完全准确的模拟实际结构的受力情况,其存在一定的近似性。
1.2 梁格单元划分整体而言,一定要参照桥梁上部结构与支座状况,一般情况下,梁格划分的越密集越能更好的模拟实际结构,但随之而来的是梁格模型的建立更为复杂,所以必须寻找一个平衡点,既能反应实际结构的受力特点又不会使得梁格模型显得冗杂,所以副梁格进行有效合理的划分至关重要,纵梁划分时,应使各纵向构件的中性轴保持一致,使得各纵向构件的中性轴与整体截面的中性轴在同一高度。
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。
高速公路互通立交桥梁结构型式往往体现为高架桥、弯桥、斜桥、异型桥等不规则形状,这些不规则桥梁设计受力分析非常复杂。
本课题系统研究了预应力混凝土在各种互通式立交桥梁结构中应用的特点和要求,采用空间梁格式剖析复杂桥梁结构,较好地解决了各种复杂桥梁的计算问题。
梁格理论即是将桥梁上部结构用一等效梁格来代替,弯梁、斜梁和异型桥与比拟梁格之间的等效关系,主要表现在梁格各构件刚度上。
预应力的作用转化为在梁格各结点上的等效荷载,分析这种等效梁格后再将其结果还原到原结构中。
梁格理论不仅适用于主梁与横梁组成的格子梁桥,而且适用于板式(包括实心板和空心板)、肋板式及箱形截面等大部分上部结构,不仅适用于规则桥梁,同时适用于异形桥梁,通过适当的离散与模型化,可以取得令人满意的工程设计精度。
梁格理论是一种三维空间分析方法,它具有基本概念清晰,易于理解和使用,应用范围较大等特点,在各类桥梁设计中得到广泛应用。
利用该研究成果编制的计算机程序,已成功进行了多座复杂的空间异型预应力混凝土桥梁结构的分析计算。
在剪力-柔性梁格法如果解决实际问题的方面,介绍的都不是很详细,在此希望能通过此论题的开始,起到抛砖引玉的作用,一方面为困惑的设计人员深入了解,另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。
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。
弯桥的受力特性如下:弯桥由于弯扭耦合现象的存在,其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响,这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力,外梁的挠度大于内梁的挠度。
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。
古建筑梁结构解析古建筑就像一部部凝固的史书,每一个部分都蕴含着无尽的故事和古人的智慧。
今天咱们就来好好唠唠古建筑里的梁结构,那可真是一门大学问。
你看那梁,就像房子的脊梁骨一样。
在古建筑里,梁可是承担着极为重要的角色呢。
它就像一个大力士,稳稳地把屋顶的重量给撑起来。
这梁啊,可不是随随便便一根木头就能行的。
它得有合适的长度、宽度和厚度。
就好比咱们挑担子,要是扁担太细太短,那肯定担不了多少东西就断了。
梁也是这个道理,要是尺寸不合适,那房子可就危险了。
古代的梁结构种类可多了去了。
有一种大梁,那可是梁中的老大。
它横在屋子的最上面,就像一条巨龙横跨在天空一样,威风凛凛。
这大梁的选材就特别讲究,得是那种又粗又直的木材。
为啥呢?因为它要承受的重量最大呀。
就像一个团队里的队长,得是最有能力、最能扛事的。
大梁的两端呢,还得稳稳地落在柱子上。
这柱子就像大梁的两只脚,牢牢地扎在地上,给大梁提供坚实的支撑。
要是柱子不结实,那大梁也得跟着遭殃。
这就好比一个人站在晃晃悠悠的桥上,桥要是不稳,人能站得住吗?还有一种梁叫月梁。
这月梁可漂亮了,它的形状弯弯的,就像一弯新月。
它的加工工艺可复杂了,就像精心雕琢一件艺术品一样。
古代的工匠们在这月梁上可花费了不少心思。
他们会在月梁上雕刻各种各样的花纹,有花鸟鱼虫,还有神话传说里的人物。
这月梁呀,它不仅仅是一个结构件,更像是一件装饰品。
它就像一个爱美的姑娘,穿着漂亮的花衣裳,给整个屋子增添了不少美感。
这就告诉我们,古建筑里的梁结构可不只是为了实用,还兼顾着美观呢。
梁和梁之间的连接也是很有讲究的。
它们就像手拉手的小伙伴一样,相互协作。
有的是榫卯连接,这种连接方式可神奇了。
就像拼图一样,一块凸出来,一块凹进去,严丝合缝地卡在一起。
这种榫卯结构不用钉子,却能让梁之间的连接非常牢固。
这是古人的智慧呀,咱们现在的人都不得不佩服。
要是用现代的话来说,这就像一种完美的团队合作。
每个梁都有自己的位置和作用,它们相互配合,共同支撑起整个屋顶。
谈谈对格局的思考和理解的作文说起格局,便想起,学孔子《侍坐》,面对老师对治国的提问,曾晳不讲从政,不讲治理,婉转地描述了一个富有诗意的画面,委婉地描述了自己的理想,得到了老师的称赞;学庄子《庖丁》,面对惠王的询问,庖丁不讲自己游刃有余,切中肯絮,不将解牛看作是技艺,而说追求的是更高级的道,获得了惠王的认可。
问治国,谈的是风花雪月,问技艺,讲的是求身问道。
孔子庄子所称赞这二人的,便是格局。
曾国藩有这样一句名言:“谋大事者首重格局。
”什么叫格局?格是内心的位置,局是外在的局面。
格局,就是指一个人的眼界和心胸和体现出来的外在状态。
因此,格要细,局要大。
世界认识越广,对事物发展认识越精细,就会产生正确的思想,从而有正确的行动,必有好的收获。
世界认识越小,越不了解事物发展机理,就会只关注结果,忽略其中来龙去脉,殊不知凡事必有因果。
不同的人,对事物的认知范围不一样,所以说不同的人,格局不一样。
“受光于庭户见一堂,受光于天下照四方。
”有大格局,才会成就人生的大气象,大意境,大趣味。
若说格局是一种气度,是一种情怀,是心山高水阔,是神天地澄明。
那么从中国的古建筑上,便可观这种格局之妙。
所谓门楣要高,屋宇要广,庭院要深,然后,杨柳堆烟,帘幕无重数。
简而言之,襟怀要大,气象要大,在古人看来,格局一大,内心就会宏阔,精神就会逍遥,灵魂就会奔逸自由。
有格局的人,则往往与这些有格局的建筑有异曲同工之妙。
言语间,就感觉到一种宏大而不空旷的眼界,智慧,涵养与气度。
也因此,睚眦必报的人,锱铢必较的人,都难有格局。
这样的人心中的泥淖,难以出淤泥而不染,步入格局的宏大之中。
真正的格局,生长在恬淡的心境里。
如一棵古树,长在旷野,四野疏阔,纹风不动。
好的品行助人养格局。
儒学上讲,才大而器小的人,有格局,但格局终会促狭;才微而德盛的人,有格局,但格局会越来越寥廓。
才能会使格局的内在丰富,德行会让格局的外延宽广。
有大才大德的人,即便是眉宇方寸之地简单的一念流转,也可见大格局澎湃。
浅谈对梁格的几点认识
上海浦东建筑设计研究院有限公司杭州分公司黄声涛
【摘要】: 梁格分析法是用计算机分析桥梁上部结构比较实用有效的空间分析方法,它具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点,因此在桥梁结构分析中得到了广泛的采用。
但是对于抗扭等需要做整体截面来考虑时,单梁模型则较真实得反应了结构整体受力性能。
【关键词】梁格法箱梁截面特性空间单梁
一、梁格法基本原理
梁格法的基本思想是用等效梁格代替桥梁上部结构,将分散在板式或箱梁每一区段内的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构件内,横向刚度集中于横向梁格构件内。
理想的刚度等效原则应该满足: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。
二、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。
之所以需要用梁格体系来分析结构,就是因为原本当作杆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,或者干脆采用实体模型分析。
虽然梁格法对原结构进行了面目全非的简化,大量几何参数要预先准备,人为偏差较难避免,但是相对于单梁和实体单元模型,梁格模型既能考虑桥梁横截面的畸变,又能直接输出各主梁的内力,便于利用规范进行强度验算,整体精度满足设计要求。
正是由于这个优点使得梁格法成为计算曲线梁桥、宽梁桥的最佳方法。
三、梁格划分
对于有腹板的箱型、T型梁桥,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。
全桥顺桥向划分M个梁段,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,也就是在某个横向梁单元下面。
每一道横梁都被纵向主梁和支点分割成数目不等的单元。
纵、横梁单元用同一种最普通的12自由度空间梁单元,能考虑剪切变形影响即可。
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。
下面结合箱梁实例来谈一谈如何进行梁格截面划分。
结合上述理论分析基础,我们现以某3×25m跨连续箱梁桥为例,采用midas/civil大型通用有限元软件进行模型的梁格法分析。
此连续梁桥单箱双室截面,横断面如图1所示,建立有限元模型如图2所示。
所选择的梁格是具有与腹板重合的三根纵向构件2、3和4,两根“虚拟”构件1和5则沿悬臂边缘设置。
代表顶板和底板的横向构件与纵向构件正交。
梁格的截面特性详见表1。
图1 箱梁断面
图2梁格简化模型
表1梁格截面特性
这里考虑篇幅问题,不进行结构计算,只是讲述截面划分方法,但是在建模过程中需注意以下问题:
(1)将多室箱梁分割为梁格时,注意纵梁的中和轴位置应尽量一致。
(2)每跨内的虚拟的横向联系梁数量不应过少(划分为1.5m左右一个在精度上应能满足要求)。
(3)虚拟的横向联系梁的重量应设为零(可在截面刚度调整系数中调整)。
(4)当虚拟的横向联系梁悬挑出边梁外时,应设置虚拟的边纵梁(为了准确地计算自振周期和分配荷载),此时可将虚拟的边纵梁作为一个梁格进行划分。
(5)定义支座时尽量遵循一排支座中只约束其中一个支座在横向、纵向的自由度的原则(否则温度荷载结果会偏大)。
另外,多支座时一般可不约束旋转自由度。
(6)弯桥时应注意支座的约束方向(设置节点局部坐标系)。
四、模型力学分析
(1)弯、扭计算
对于扭矩的结果,由于梁格法计算时将结构的抗扭分成了两部分来计算,即顶底板得抗扭赋予纵向梁格,而腹板对整体结构的抗扭贡献是由腹板的抗剪来体现的(腹板之间有间距,当两块腹板的剪力方向相反时,就构成了扭矩),所以在这里整体结构的抗扭和纵梁截面的抗剪就产生了混合叠加,当然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,事实上对于抗扭由于闭合截面和非闭合截面有很大的区别,不能简单地对截面进行拆分或者叠加,因此对于抗扭配筋,应该用单梁的计算结果来进行承载能力计算配筋。
而梁格的作用是计算体现了弯矩在各个腹板位置的不均匀性,因此对于较宽的弯斜梁应该按照梁格计算的结果对各纵梁进行纵向抗弯的承载能力计算和配筋。
(2)计算车辆荷载效应及内力组合
对于活载的布置,假如用单梁计算,不管车道如何布置,如何进行偏载计算,对其正应力是没有影响的,因为对于单梁来说偏载的结果只是对扭矩有影响,也就是对截面的扭转剪应力有影响,对于弯矩在各腹板位置的分布不均无法体现。
偏载系数的定义表明,这个系数指的是弯矩影响增大系数,目的是体现弯矩在各腹板位置不均造成的内力和正应力的分布不均,跟剪力、剪应力、扭距、反力是无关的。
因此在用空间梁单元计算的时候察看不同的结果要用不同的荷载组合,这样结果才准确,察看扭转剪应力和扭矩最大的时候,要按偏载最不利工况不加偏载系数的组合,而察看正应力和弯矩结果的时候应该按照活载乘以偏载系数的组合。
这一点是大家通常会忽略的。
这里需要注意的问题:对于空间梁单元,如果定义了车道偏心,程序自动计算自由扭转及对应的扭转剪应力,因此查看扭转剪应力和扭矩最大、支座反力最大的时候,要按偏载最不利工况不考虑偏载系数的组合;而正应力及弯据结果查看的时候考虑到约束扭转正应力+畸变翘曲正应力,所以必须对偏载系数进行考虑。
如果没有定义车道偏心直接采用的单梁计算+中心布车道,则必须考虑弯曲偏载系数及剪力偏载系
数。
至于主应力,由于无法直接采用一个系数体现,所以一般直接就采用了1.15计算。
如果是弯桥,考虑了偏载布置车道,由于其弯扭耦合作用,弯矩会引起扭矩,扭矩也会引起弯矩,无法简单的将其区分,因为单纯偏载引起的扭矩和这一扭矩引起的弯矩不应该乘系数,所以真实结果我认为应该是介于考虑系数和不考虑系数的结果之间,可以在计算时取一个小于1.15的系数来进行分析。
对于梁格法,这个问题就更为复杂一些,应该设立多种车道工况,也就是说,对每一根纵梁进行最不利布载,也就是在规范规定的范围内将活载尽量集中的布置在某一根纵梁的位置,几根纵梁(对于箱梁就是几个腹板)需要几个车道组合,然后将这几种工况进行包络,形成一个组合,然后跟其他结果进行组合。
这样就能得到每一个位置的最不利结果。
六、结论
对于弯扭耦合突出的结构物,梁格法的计算是必须的,而且可以较为精确的反映出结构比如箱梁各片腹板的受力差异,以保证结构的安全的配筋。
在做整体设计时,用单梁模型可以较为真实反应结果的整体受力性能,梁格法可以作为一个对比验证。
参考文献
[1] E.C.汉勃力[英].郭文辉译.桥梁上部结构性能[M].人民交通出版社.1982
[2] 戴公连、李德建.桥梁结构空间分析设计方法与应用.[M. 人民交通出版社.2001。