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1、看大家对横向力分布系数计算疑惑颇多,特在这里做一期横向力分布系数计算教程(本教程讲的比较粗浅,适用于新手)。总的来说,横向力分布系数计算归结为两大类(对于新手能够遇到的):1、预制梁(板梁、T梁、箱梁)这一类也可分为简支梁和简支转连续2、现浇梁(主要是箱梁)首先我们来讲一下现浇箱梁(上次lee_2007兄弟问了,所以先讲这个吧)在计算之前,请大家先看一下截面这是一个单箱三室跨径27+34+27米的连续梁,梁高1.55米,桥宽12.95米!支点采用计算方法为为偏压法(刚性横梁法)mi=P/nPeai/(ai x ai)跨中采用计算方法为修正偏压法(大家注意两者的公式,只不过多了一个)mi=P/n
2、Peai/(ai x ai) -抗扭修正系数 =1/(1+L2GIt/(12Eai2 Ii) 其中:It-全截面抗扭惯距 Ii-主梁抗弯惯距 Ii=K Ii K为抗弯刚度修正系数,见后 L-计算跨径 G-剪切模量 G=0.4E 旧规范为0.43EP-外荷载之合力e-P对桥轴线的偏心距ai-主梁I至桥轴线的距离在计算值的时候,用到了上次课程http:/ 计算公式:It1=4b2h12/(2h/t+b/t1+b/t2) 其中:t,t1,t2为各板厚度 h,b为板沿中心线长度 h为上下板中心线距离It1= 4(8.096+7.281)/2)21.342/(21.401/0.603+8.097/0.2
3、2+7.281/0.2) =5.454 m4悬臂部分 计算公式: It2=Cibiti3 其中:ti,bi为单个矩形截面宽度、厚度 Ci为矩形截面抗扭刚度系数,按下式计算:Ci=1/3(1-0.63ti/bi + 0.052(ti/bi)5) =1/3(1-0.630.26/2.2+0.052(0.26/2.2)5) =0.309 It2=20.3092.20.263=0.0239 m4 截面总的抗扭惯距 It= It1+ It2=5.454+0.0239=5.4779 m4大家可以用midas计算对比一下看看简化计算和实际能差多少?先计算一下全截面的抗弯和中性轴,下面拆分主梁需要用的到采用V
4、2.9版中的截面设计模块计算全截面抗弯惯距,输出结果如下:-截面设计系统输出文档文件: D: 27+34+27.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合截面几何特征任务类型: 截面几何特征计算-截面高度: 1.55 m-计算结果:基准材料: JTJ023-85: 50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04 MPa换算面积: 7.37 m2换算惯矩: 2.24 m4中性轴高度: 0.913 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):主截面: 点号: 高度(m): 静矩(m3): 1 1.55 0.0 2 1.16 1.77 3 0.775 1.83 4 0.388 1.58 5
5、0.0 0.0-计算成功完成结果:I全= 2.24 m4 中性轴高度H=0.913m下面来讲一下主梁拆分的原则:将截面划分为梁和I梁,保持将两截面中性轴与全截面中性轴位置一致。梁和I梁顶板尺寸在两肋间平均划分。由于中性轴位置不变,可计算底板尺寸,具体尺寸见附件I梁和T梁对于I梁248.52252.8+451536.8+41.82/240=(2x+40)2081.2+201566.2+71.22/240解的 x=49.9cm对于T梁x=785/2-249.9-40=252.7cm采用V2.9版中的截面设计模块计算梁和I梁抗弯惯距 输出结果如下:I梁:-截面设计系统输出文档文件: C:Progra
6、m FilesDBStudioDrBridgeToolDbDebug2.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合构件应力验算任务类型: 截面几何特征计算-截面高度: 1.55 m-计算结果:基准材料: JTJ023-85: 50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04 MPa换算面积: 1.43 m*2换算惯矩: 0.446 m*4中性轴高度: 0.897 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):主截面: 点号: 高度(m): 静矩(m*3): 1 1.55 0.0 2 1.16 0.353 3 0.775 0.364 4 0.388 0.315 5 0.0 0.0-计算成功完
7、成梁:-截面设计系统输出文档文件: C:Program FilesDBStudioDrBridgeToolDbDebug2.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合构件应力验算任务类型: 截面几何特征计算-截面高度: 1.55 m-计算结果:基准材料: JTJ023-85: 50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04 MPa换算面积: 2.31 m*2换算惯矩: 0.713 m*4中性轴高度: 0.908 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):主截面: 点号: 高度(m): 静矩(m*3): 1 1.55 0.0 2 1.16 0.557 3 0.775 0.578 4 0
8、.388 0.507 5 0.0 0.0-计算成功完成算得I型梁 = 0.446 m4 T梁 = 0.713 m4在计算拆分后的I梁或者T梁的抗弯惯矩时,由于结构是多跨连续梁,所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨:边跨=34 :27= 1.259 : 1 查梁桥下册P204页 等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表:跨度比 二跨连续梁 三跨连续梁 四跨连续梁L21 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L20.8 1.497 1.7891.0 1.392 1.392 1.429 1.818 1.432 1.861.1 1.366 1.417 1.404 1.876 1.404 1
9、.891.2 1.343 1.442 1.382 1.831 1.381 1.9191.4 1.306 1.448 1.344 2.034 1.341 1.9741.5 1.29 1.51 1.328 2.079 1.324 21.6 1.276 1.529 1.314 2.125 1.309 2.0221.8 1.252 1.567 1.289 2.209 1.282 2.0792.0 1.231 1.6 1.267 2.286 1.262 2.105内插 得项目 边跨 中跨K 1.371 1.891求取值中跨:=1/(1+L2GIt/(12Eai2 Ii)=1/(1+3425.47790.
10、43 E /( 12E2(1.24520.446+3.88820.713) 1.891)=0.1605边跨:=1/(1+L2GIt/(12Eai2 Ii)=1/(1+2725.47790.43 E /( 12E2(1.24520.446+3.88820.713) 1.371)=0.1802这样通过上面计算出的结果就可以利用偏压法公式和修正偏压法公式计算横向力分布系数了,在这里就不再多多的描述,大家可以看附件中的word文档,那里面有详细的过程!教程写的有点乱,不知道大家看的怎么样,希望大家有什么问题跟帖,欢迎大家批评指正!:)下面我们来讲一下预制梁的横向力分布系数计算从上面我能看出常见的预制梁
11、包括板梁、小箱梁、T梁跨中横向力分布系数:对于板梁和小箱梁由于横向联系比较薄弱,所以采用铰接板梁法对于T梁有横隔板比较多,认为是刚接,所以采用刚接板梁法梁端横向力分布系数:通常采用杠杆法下面就讲一下30米简支转连续T梁横向力分布系数计算:主梁横断面见附件桥博计算横向力分布系数计算需要输入的数据见附件包括主梁宽、抗弯、抗扭、左板长、左板惯矩、右板长、右板惯矩、主梁跨度G/E等首先计算主梁的抗弯抗扭惯矩(中梁、边梁断面尺寸见附件,梁高200cm)中梁:= MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE = (Tue Jun 17 20:45:16 2008) = - http:/www.mi
12、dasIT.com - =UNIT: KN . M=* Section-P1 (PLANE) =* A : 0.856000000000* Asx: 0.400980727409* Asy: 0.354751134759* Ixx: 0.422696666511 抗弯惯矩* Iyy: 0.142340833333* Ixy: 0.000000000000* J : 0.014830056019抗扭惯矩-* (+)Cx : 1.075000000000* (-)Cx : 1.075000000000* (+)Cy : 0.702359813084* (-)Cy : 1.297640186916-
13、* (+)1/Sx : 2.543194884581* (-)1/Sx : 2.543194884581* (+)1/Sy : 4.934352263060* (-)1/Sy : 9.116429604407=边梁:= MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE = (Tue Jun 17 20:48:08 2008) = - http:/www.midasIT.com - =UNIT: KN . M=* Section-P1 (PLANE) =* A : 0.844000000000* Asx: 0.391132635890* Asy: 0.355302089507* Ixx: 0
14、.417957000632 抗弯惯矩* Iyy: 0.129234681082* Ixy: 0.007858546209* J : 0.014676184393 抗扭惯矩-* (+)Cx : 1.060248815166* (-)Cx : 1.014751184834* (+)Cy : 0.711208530806* (-)Cy : 1.288791469194-* (+)1/Sx : 2.536741371871* (-)1/Sx : 2.427884168228* (+)1/Sy : 5.503232761132* (-)1/Sy : 9.972489260643=由于结构是多跨连续梁(本
15、文假定是3x30简支转连续T梁),所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨:边跨=30 :30= 1.0 : 1 查梁桥下册P204页 等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表:跨度比 二跨连续梁 三跨连续梁 四跨连续梁L21 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L20.8 1.497 1.7891.0 1.392 1.392 1.429 1.818 1.432 1.861.1 1.366 1.417 1.404 1.876 1.404 1.891.2 1.343 1.442 1.382 1.831 1.381 1.9191.4 1.306 1.448 1.344 2.034 1.3
16、41 1.9741.5 1.29 1.51 1.328 2.079 1.324 21.6 1.276 1.529 1.314 2.125 1.309 2.0221.8 1.252 1.567 1.289 2.209 1.282 2.0792.0 1.231 1.6 1.267 2.286 1.262 2.105内插 得项目 边跨 中跨K 1.429 1.818则在计算边跨横向力分布系数,边跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以1.429中梁:0.6040 边梁:0.5973而在计算中跨横向力分布系数,中跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以1.818中梁:0.7685 边梁:0.7599对于计算抗扭惯矩在
17、上次课程中我们给除了箱梁断面的简化计算公式,在这里我也给出T梁断面的简化计算公式见公路桥梁荷载横向分布计算李国豪石洞编第21页,粘贴在附件中,供大家学习!左板惯矩右板惯矩就是等刚度桥面板抗弯惯矩,他是考虑相邻两篇主梁间桥面板的连接作用,其宽度取相邻横梁间距,翼板厚度取靠近主梁梁肋d1/3处的厚度,详细说明请参照公路桥梁荷载横向分布计算李国豪石洞编第22页桥面中线距首梁距离:对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离;对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离,用于确定各种活载在影响线上移动的位置。这里所说的桥面的中心线仅指图示中的中央分隔带中心线,当我在左面输入L4=0
18、.5 L2=11.75 右侧输入R4=0.5时,桥面中线距首梁是12.25;如果我在左面输入L4=0.5,右面输入R2=11.75R4=0.5 ,这是桥面中线距首梁就是0.5,这么说大家应该知道怎么回事了吧,其实很简单的下面就输出2列车的横向力分布系数,其他的只需把车列数修改一下就可以了,这里就不再输出了文档文件: C:Program FilesTongHaoDoctorBridge30EXAMPLESToolDbDebug2.sdt文档描述: 桥梁博士2.0横向分布调试任务标识: 德州大桥计算方法: 刚接板梁法-结构描述:主梁跨径: 30.000 m材料剪切模量/弯曲模量 = 0.430梁号
19、 梁宽 弯惯矩 扭惯矩 左板宽 左惯矩 右板宽 右惯矩 连接1 2.075 0.597 0.015 0.900 0.000 0.975 0.301 刚接2 2.150 0.604 0.015 0.975 0.301 0.975 0.301 刚接3 2.150 0.604 0.015 0.975 0.301 0.975 0.301 刚接4 2.150 0.604 0.015 0.975 0.301 0.975 0.301 刚接5 2.150 0.604 0.015 0.975 0.301 0.975 0.301 刚接6 2.075 0.597 0.015 0.975 0.301 0.900 0.
20、000 刚接注意:上表中的左板惯距和右板惯距由于时间匆忙忘记除以隔板中心距了,在此深表歉意! -桥面描述:人行道 分隔带 车行道 中央分隔带 车行道 分隔带 人行道0.500 0.000 11.750 0.000 0.000 0.000 0.000 0.500左车道数 = 2, 右车道数 = 0, 自动计入车道折减汽车等级: 汽车超-20级挂车等级: 无挂车荷载人群集度: 0.000 KPa-影响线数值: 坐标X 1#梁 2#梁 3#梁 4#梁 5#梁 6#梁 0.000 0.563 0.408 0.246 0.085 -0.074 -0.227 1.000 0.497 0.369 0.233
21、 0.099 -0.035 -0.164 2.075 0.432 0.330 0.221 0.112 0.004 -0.100 3.150 0.365 0.290 0.208 0.127 0.045 -0.034 4.225 0.298 0.249 0.195 0.141 0.086 0.032 5.300 0.231 0.208 0.182 0.155 0.127 0.098 6.375 0.164 0.167 0.168 0.168 0.167 0.164 7.450 0.098 0.127 0.155 0.182 0.208 0.231 8.525 0.032 0.086 0.141 0
22、.195 0.249 0.298 9.600 -0.034 0.045 0.127 0.208 0.290 0.365 10.675 -0.100 0.004 0.112 0.221 0.330 0.432 11.750 -0.164 -0.035 0.099 0.233 0.369 0.497 12.750 -0.227 -0.074 0.085 0.246 0.408 0.563-横向分布系数计算结果:梁号 汽车 挂车 人群 满人 特载 车列1 0.690 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0002 0.555 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0003
23、 0.408 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0004 0.408 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0005 0.555 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0006 0.690 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000-计算成功完成下面来简单说一下杠杆法在结构描述中主梁间距为5*2.15桥面中线距首梁的距离为11.25(到梁位线处)这样就可以看结果了文档描述: 桥梁博士2.0横向分布调试任务标识: 2计算方法: 杠杆法-结构描述:主梁间距: 5*2.15 m-桥面描述:人行道 分隔带 车行道 中央分隔带 车行道 分隔带 人行道0.500 0.000 11.750 0.000 0.000 0.000 0.000 0.500左车道数 = 2, 右车道数 = 0, 自动计入车道折减汽车等级: 汽车超-20级挂车等级: 无挂车荷载人群集度: 0.000 KPa-影响线数值: 坐标X 1#梁 2#梁 3#梁 4#梁 5#梁 6#梁 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2.150
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