第九讲 荷载横向分布计算--偏心压力法
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计算跨径24.20m ,简支梁桥,五片主梁,梁间距2.2m ,跨中设置有横隔梁,求荷载位于跨中时1号、2号、3号梁相应于汽车荷载和人群荷载的横向分布系数。
解:此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构的长宽比为: l/B=24.2/5/2.2=2.2>2故可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数c m 。
本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=5,梁间距为1.60m ,则:252423222151i 2i a a a a a a++++=∑= 2222240.48)2.2*2()2.2(02.22.2*2m =-+-+++=)((1)由公式,1号梁横向影响线的竖标值为:6.04.02.04.48/)2.2*2(2.0/n /12122111=+=+=+=∑=n i i a a η 2.04.02.0//1122115-=-=-=∑=n i i a a n η 绘制1号梁横向影响线,如图,并确定最不利荷载位置。
零点位置:2.0/)2.2*4(60.0/x x -= 解得:x=6.6m设人行道缘石至1号梁轴线的距离为∆,则:∆=(9.0—4*2.2)/2=0.1m车辆荷载:682.0)3.11.34.42.6(60.660.0*21)(21)(2121m 4321114321q =+++=+++*=+++*==∑q q q q q q q q cq x x x x xηηηηηη 人群荷载:655.0)2/00.110.060.6(60.660.0m 11=++=*==r cr x x ηη (2)2号梁横向影响线的竖标值为:3.01.02.04.482.251n 12122221=+=+=+=∑=n i i a a η 1.01.02.0n 1122225=-=-=∑=n i i a a η绘制2号梁横向影响线,如图,并确定最不利荷载位置。
零点位置:1.08.83.0-=x x 解得:x=13.2m 车辆荷载:470.0)9.77.9118.12(20.1330.021)(21)(2121m 4321214321cq =+++*=+++*=+++*=*=∑q q q q q q q q q x x x x xηηηηηη 人群荷载:314.0)20.11.02.13(2.1330.0m 21=++*=*==r cr x x ηη (3)3号梁横向影响线的竖标值为:2.002.0n12.002.0n 1122335122331=-=-==+=+=∑∑==n i i n i i aa a a ηη 绘制2号梁横向影响线,如图,并确定最不利荷载位置。
修正的偏心压力法计算荷载横向分布系数偏心压力法是一种常用的结构设计方法,用于计算荷载的横向分布系数。
该方法将作用在结构上的荷载转化为在其横向截面上的等效压力,然后通过一定的计算公式来确定该压力在不同位置上的分布。
在实际设计中,通过考虑不同的荷载和结构参数,可以得到不同位置上的分布系数,用于进一步的结构计算和验算。
计算荷载横向分布系数的基本原理是根据荷载作用在结构上时的力学平衡条件,确定荷载在结构横向截面上的压力分布。
一般情况下,荷载在结构上的等效压力分布是不均匀的,具有偏心性。
为了更好地进行结构计算和验算,需要将荷载的横向分布系数进行计算和修正。
计算荷载横向分布系数的过程可以分为以下几个步骤:1.确定荷载的作用位置和方向。
根据结构的几何形状和荷载的作用方式,确定荷载作用在结构上的位置和方向。
常见的荷载有均布荷载、集中荷载等,根据具体情况进行确定。
2.将荷载转化为等效压力。
根据荷载的特点,将其转化为在结构截面上的等效压力。
对于均布荷载,可以根据荷载的大小和作用位置,采用线性假设将荷载转化为等效压力。
对于集中荷载,可以分别计算荷载作用在结构上的每个单位长度上的等效压力,并进行叠加。
3.计算荷载在不同位置上的横向分布系数。
根据力学平衡条件,可以将荷载在结构横向截面上的压力分布表示为一个数学方程。
通过对该方程进行求解和分析,可以得到不同位置上的横向分布系数。
4.修正荷载横向分布系数。
由于荷载分布通常是理想化的,并且在实际工程中还存在一些不确定因素,因此需要对计算得到的荷载横向分布系数进行修正。
修正的目的是让其更加符合实际情况,提高计算的准确性和可靠性。
5.结构计算和验算。
根据修正后的荷载横向分布系数,可以进行结构的计算和验算。
通过考虑结构的稳定性、强度等方面的要求,确定结构的尺寸和材料强度,保证结构在荷载作用下的安全和可靠。
需要注意的是,荷载横向分布系数的计算和修正需要结合具体的工程实践和规范要求。
不同的结构形式和荷载特点,可能需要采用不同的计算方法和修正系数。
梁是工程结构中常见的构件,它承受着来自外部荷载的作用。
在结构设计和分析过程中,我们经常会用到横向分布系数来考虑梁的弯曲变形。
梁杠杆原理法和偏心压力法是计算横向分布系数的常用方法,它们都基于一些基本假设来简化计算过程。
梁杠杆原理法是一种通过将梁的荷载作用转化为在梁上的一个等效集中力,进而通过杠杆原理来计算梁的弯矩和横向分布系数的方法。
其基本假定如下:1. 梁的截面是直线弯曲的:这意味着梁的截面在受力作用下不会发生剪切变形,且几何形状不会发生显著变化。
2. 梁的截面尺寸是恒定的:这意味着梁的截面在受力作用下不会发生变形,其尺寸保持不变。
3. 梁的材料是均匀的:这意味着梁的材料性质在截面上是均匀的,且不会发生材料破坏或变化。
4. 梁的截面与弯矩的关系是线性的:这意味着梁的截面受到的弯矩与距离梁轴线的距离成线性关系。
5. 梁在弯曲时只受轴力和弯矩的作用:这意味着在计算过程中可以忽略其他作用在梁上的力,如剪力等。
偏心压力法是一种通过将梁的荷载作用转化为在梁上的一个等效偏心压力分布,进而通过偏心压力分布来计算梁的弯矩和横向分布系数的方法。
其基本假定如下:1. 梁的截面是直线弯曲的:这与梁杠杆原理法相同,意味着梁的截面在受力作用下不会发生剪切变形,且几何形状不会发生显著变化。
2. 梁的截面尺寸是恒定的:同样与梁杠杆原理法相同,意味着梁的截面在受力作用下不会发生变形,其尺寸保持不变。
3. 梁的材料是均匀的:同样与梁杠杆原理法相同,意味着梁的材料性质在截面上是均匀的,且不会发生材料破坏或变化。
4. 梁在弯曲时只受轴力和弯矩的作用:同样与梁杠杆原理法相同,意味着在计算过程中可以忽略其他作用在梁上的力,如剪力等。
5. 偏心压力分布是线性的:这意味着梁的荷载作用可以通过一个线性的偏心压力分布来进行模拟和计算。
以上基本假定是两种方法计算横向分布系数的前提,它们在实际工程中都是合理且常用的。
在应用这两种方法时,还需要考虑梁的实际受力情况和结构特点,综合分析并选择合适的方法来计算横向分布系数。