剪力柔性梁格
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梁格法在斜交箱梁结构分析中的应用李林;李忠评;马奎【摘要】The structure and loading features of skew girder bridge differ a great deal from straight bridge. This paper based on some box type cross-section girder bridge as an example introduces basic principles and methods for analysis of structure of multi-cell heterotropic box girder bridge by means of the spatial shear-flexible grillage method, and expatiates critical problems such as grillage classification, stiffness equivalent and calculation of sectional characteristics in the grillage method and processing for critical problems during establishment of models. The paper compares the calculated results of the grillage method with the calculated results of single-girder method, and major conclusions and methods obtained can be references for colleagues.%斜梁桥的构造和受力特点与直线桥有很大区别。
梁格法在箱梁桥设计中的应用探讨作者:魏双科来源:《城市建设理论研究》2013年第16期摘要:本文首先阐述了箱形截面梁按照剪力-柔性梁格分析方法划分梁格和计算截面特性;然后分别用单梁法、剪力-柔性梁格法及实体分析法计算同一个箱梁,对竖向支反力、箱梁竖向位移、箱梁竖向剪力和弯矩以及箱梁底缘主拉应力等结果进行对比,验证了剪力-柔性梁格法的准确性;同时也发现了单梁法的一些局限性。
关键词:箱梁桥;梁格法;单梁法;实体分析法中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:箱形截面具有良好的结构性能,因而在城市桥梁、高速公路桥梁中广泛应用。
箱形梁桥的有限元分析模拟方法主要有单梁法、剪力-柔性梁格法及板壳、实体仿真分析法。
单梁法建模快捷、分析与设计思路清晰;板壳、实体仿真分析法计算结果准确,但是建模和提取计算结果都很复杂。
剪力-柔性梁格法作为箱梁空间分析的一种简化方法,比板壳、实体仿真分析法建模简单、求解方便,但是梁格法如何划分梁格和调整截面特性非常关键,本文探讨了梁格法的应用依据和准确性,并应用于实际工程的设计。
1 剪力-柔性梁格法的应用依据对于箱形截面梁,按照剪力-柔性梁格分析方法基于以下原理划分梁格,也就是当梁格节点与结构相重合的点承受同样的挠度和转角时,由梁格构件刚度产生的内力等效于结构的内力。
箱梁梁格一般是具有与腹板重合的n根代表结构的纵向构件,另外虚拟的纵向构件则沿悬臂边缘设置。
代表顶板和底板的横向构件可以与纵向构件正交或者斜交,它们沿跨度方向的间隔接近反弯点1/4的距离,但在中间支点上间隔较小。
纵向梁格的抗弯刚度,由箱梁切开成的“工”字梁求得,因此每一根工字梁的形心是在箱梁的形心轴上,每一根工字梁计入1/n顶板和1/n底板,每一根工字梁的惯性矩是箱梁总惯性矩的1/n。
横向梁格的抗弯刚度,横向梁格的惯性矩是绕板的共同重心来计算(每单位宽度),即:其中,为顶底板中心间距离;为顶板厚度;为底板厚度。
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。
剪力-柔性梁格法在MIDAS中的两个算例刘士践,李胜才(林同棪国际工程咨询(中国)广州分公司,广东广州510170)摘要:论述剪力-柔性梁格法的大体理论,应用MIDAS/Civil对钢箱梁桥和混凝土箱梁桥成立梁格模型和单梁模型,通过计算,取得钢箱梁和混凝土箱梁在荷载作用下的竖向位移,结果说明梁格法能较好的模拟钢箱梁桥和混凝土箱梁桥,计算结果知足工程精度。
关键词:梁格法;钢箱梁;混凝土箱梁1 前言箱形结构由于具有抗扭刚度大、整体性能好、易于保护、外形流畅美观等优势,在桥梁工程中取得普遍的应用。
在城市桥梁建设中,为追求结构美观,显现了许多宽箱梁桥(跨度大于跨度)、斜交桥及弯桥。
如何合理确信结构的支承体系、支座位置设置及偏心调整、活载内力、偏载对结构受力的阻碍都值得设计者深切研究。
箱型截面梁的计算方式要紧有以下几种:①空间梁单元模型法;②梁格模型法;③实体、板壳元模型法。
方式①是将全桥质量(平动质量和转动质量)和刚度(竖向、横向挠曲刚度、扭转刚度)都集中在中间节点上。
方式②是设计及科研课题中经常使用的方式,对工程设计能保证足够的精度,其中采纳较多的是剪力-柔性梁格法。
方式③能够考虑各类结构的受力问题,但分析模型复杂,在实际工程设计中较少应用。
笔者基于剪力-柔性梁格理论,应用MIDAS/Civil别离对钢箱梁桥和混凝土箱梁桥成立梁格模型、单梁模型进行分析计算,计算给出各梁格模型的截面划分、截面特性,并比较这两种模型下箱梁的竖向位移,希望对读者能有些指导。
2剪力-柔性梁格理论梁格理论梁格法的要紧思路是将桥跨结构用一个等效的梁网格来简化,将分散在箱梁每一个区域内弯曲刚度和抗扭刚度等效于纵向梁格内,而横向刚度那么等效于横向梁格内。
理论上,单梁模型和等效梁格模型当经受相同的荷载时,必需有相同的挠曲和扭转,等效梁格每一个构件的弯矩、剪力和扭矩也必需等于构件所代表的实际结构的内力。
梁格划分(1)梁格的纵向杆件形心高度位置尽可能与箱梁截面的形心高度一致,纵横杆件的中心与原结构的梁肋的中心线重合,使腹板剪力直接由所在位置的梁格构件经受。
基于剪力-柔性梁格法的分岔式变宽箱梁分析摘要:结合工程实例,采用空间有限元软件Midas Civil对某分岔式变宽箱梁进行基于剪力-柔性梁格法的空间受力分析,并与单梁模型的计算结果进行了对比验证。
分析表明:梁格模型中各纵梁受力与支座的横向布置位置密切相关;常规的单梁模型不能考虑由于恒载横向不均匀分布而产生的空间效应,对于某些宽箱梁,常用的偏载增大系数取值偏小;梁格模型可以较为真实的模拟荷载横向不均产生的空间效应,更好的指导结构设计。
关键词:剪力-柔性梁格法;分叉式变宽箱梁;空间效应;Midas Civil1工程概况本桥为某省道高架桥在菱形互通匝道分合流位置的变宽分岔桥,桥跨布置为2×30m预应力砼现浇连续箱梁,桥面宽度从48.49m变化至34.50m。
主梁梁高2.0m,第1跨为单箱7室截面,第2跨单箱6室。
2有限元模型的建立采用Midas Civil建立剪力-柔性梁格模型,每块腹板均离散为一个纵向梁肋,第1跨共8道纵向梁肋,第2跨7道,梁肋划分位置位于箱室中心,程序通过移轴使每个纵梁构件的中性轴与整体单梁截面的中性轴重合。
虚拟横梁采用箱梁顶、底板构成的二字形截面来模拟,端横梁按实际截面建模。
模型共设3个施工阶段,分别为:主梁落架、施工二期铺装及护栏、收缩徐变。
移动荷载采用影响线的方式加载,整体升降温、温度梯度荷载按规范取值。
4 计算结果对比分析4.1 支反力对比分析设计在每个桥墩横向设置4个支座,从上至下依次定义为a、b、c、d支座,具体如图1箱梁底板平面布置图所示。
支反力可综合反映结构刚度和荷载分布情况,对比工况包括成桥状态和标准组合,由计算结果可知,成桥状态下,单梁模型和梁格模型的支反力合计分别为68912kN、69393kN,差别为-0.7%,基本一致。
单梁模型同一桥墩位置各支座反力较为均匀,偏差在4%以内。
梁格模型中间2支座靠近主梁轴线布置,支反力要普遍大于边支座a、d,受力更符合实际。
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI2028年第1期(总第323期)No. 1,2021( Sum No1323)基于剪力-柔性梁格法的分岔式变宽箱梁分析马旭涛,缪星,邱文军(浙江公路水运工程咨询有限责任公司,浙江杭州3 5000)摘要:结合工程实例,采用空间有限元软件Minus Civit 对某分岔式变宽箱梁进行基于剪力-柔性梁格法的空间受力分析,并与单梁模型的计算结果进行 验证。
分析表明:梁格模型中各纵梁受力与支座的横向相关;常规的单梁模型不 由于恒 向不均匀分布而产生的空间效应,对于某 ,常用的 增大系数取;梁格模 以较为真实的模拟荷 向不均产生的空间效应,更好的指导结 计。
关键词:剪力-柔性梁格法;分叉式变宽箱梁;空间效应;Midas Civil中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:508 -3383(2028)08 -0108 -03Analysis of Spaco Effeoi of Widened Box - girder Bridge BaseV on Beam GrinMethodMA Xu -tav,MIAO Xina ,QIU Wen -jua(Zhejiana Highway & Water Transportation Enaineerinh Conshiynh Corporation , Hanazhov 35000)Abshdct : The finite element software Midas civil was used to compare and axalyee the calchlation results of sinalo beam moPei and shear-flexidlo grillaue methoP for a bifurcateC V ox - girder. The results shows that the stress of lonaituUinf webs in the beam grid moPei arcrelateC to the WansverselocaPon of the support. The sinale beam moPei often nexlects the space 6X6)0 due to the deaf ioab , and the eccen tric coefficient of live loaf is also Wo smaf , which is not re/aPle in some cases. In this payer , the eccentric coefficient of the deaf loaf and live loaf was niven by cPchla/on. 1n the end a methoP to solve the proflem of the oversWesseC side webs is provide/.Keywordt : shear - Uexidlo grillage methoP ; bifurcate/ V ox - girder ; space e/ect . Midas civit1工程概况某省道高架 形互通匝道分合流的 分,桥跨 2x30 m 预应力混凝土现浇连续箱梁,桥面宽度从48. 45 m 变化至 3426 m 。
Integrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres目录一、剪力-柔性梁格理论1. 纵梁抗弯刚度.......................................................................32.横梁抗弯刚度....................................................................... 43.纵梁、横梁抗弯刚度........................................................... 44.虚拟边构件及横向构件刚度.. (5)三、采用梁格建模助手生成梁格模型二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较1. 前言.......................................................................................72. 结构概况...............................................................................73. 梁格法建模助手建模过程及功能亮点...............................114. 修改梁格..............................................................................225. 在自重、偏载作用下与FEA 实体模型结果比较. (24)四、结合规范进行PSC 设计1.纵梁抗弯刚度【强制移轴(上部结构中性轴)法】一、剪力-柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴,使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合,等效纵梁抗弯刚度2.横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度4.虚拟边构件及横向构件刚度此处d’为顶板厚度。
B ridgeandTU N N E L ENG INEERING桥隧工程鬱-柔性法在槽形梁分析中的应用荣浩1’2,罗岩枫1,鲜秋适1(1.广西交通科学研究院有限公司,广西南宁530007#.广西大学,广西南宁530004)作者简介荣浩(1982—),硕士研究生,工程师,研究方向:道路与桥梁工程、工程 #罗岩讽(1965—),硕士,教授级高级工程师,研究方向:道路与梁工程;秋适(1988—),博士研究 ,工程师,研究方向:BIM技术及装配式桥梁结构。
摘要:文章结合某公路工程槽形梁施工图设计工程实例,运用有限元软件Midas C iv il2Q15对槽形梁分别采 -柔性梁格法和梁单元法 建 ,比较分析种方法 的,纟:空间梁格 横向 关 确,拟 准确,纟准,设 准确,工程 ,更适用于槽形梁的。
关键词:M id a s C iv ii2015;剪力-柔性梁格法;梁单元法;槽形梁;内力分析中图分类号:U448.2文献标识码:A DOI:10.13282/ki.wccst.2018. 06.02文章编号:1673 - 4874(2018) 06 - 0096 - 06Application of Shear-flexible Grillage Method in Internal Force Analysis of Trough BeamRONGHao1’2,LUOYan-feng1,XIANQiu-shi1(1. Guangxi Transportation Research & Consulting Co., Ltd., Nanning, Guangxi, 530007; 2. Guangxi University, Nanning, Guangxi, 530004)Combining the practical example of construction drawing design of trough beam s in a highway project,and by using the finite element software M idas Civil 2015, this article conducted the modelling computing for the trough beam s through shear-flexible grillage method and beam element method respectively,and compared and analyzed the difference between internal force calculation results of both methods.The results showed that the spatial grillage m odel has clear lateral distribution rela- tion,the simulation is more accurate,the calculation results are more accurate,the design is more correct,and the engineering cost is m ore economical, thus it is more suitable to the structural calculation of trough beam.Midas Civil 2015;Shear-flexible grillage method; Beam element method; Trough beam; Internal force analysis〇引言形梁是一种 面结构形式,其最大优点在 底 、建筑高度低。
剪力——柔性梁格法在RM2006中的应用
苏剑南;杨优越
【期刊名称】《贵州工业大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2008(037)005
【摘要】利用国际知名有限元软件RM2006对某座小半径曲线箱梁桥分别采用单梁模型及空间梁格模型进行分析比较,结果表明使用RM2006依据剪力-柔性梁格理论建立空间梁格模型简单易行,分析的精度能满足工程设计的要求.
【总页数】4页(P218-220,228)
【作者】苏剑南;杨优越
【作者单位】重庆交通科研设计院,重庆400067;广西华蓝设计(集团)有限公司,广西南宁530011
【正文语种】中文
【中图分类】U445
【相关文献】
1.剪力-柔性梁格法在宽桥结构计算中的应用 [J], 余明辉;杨昌胜;陈升高
2.剪力-柔性梁格法在槽形梁内力分析中的应用 [J], 荣浩;罗岩枫;鲜秋适
3.空间剪力—柔性梁格法在斜转正梁桥计算分析中的应用 [J], 杨永平;袁卫兵
4.剪力-柔性梁格法在小半径曲线桥梁静载试验中的应用 [J], 吴晶
5.剪力-柔性梁格法在桥梁荷载试验中的应用 [J], 陈俞宏
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