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常用的横隔梁内力计算方法主要有

发布时间:2022-12-09 01:24:55

❶ 基于刚性横梁法的混凝土T梁横隔板内力计算

       一般而言,要计算混凝土梁横隔板的内力,可以建立梁格模型进行精细化分析。然而,有时迫于时间紧,只建立了单梁模型,则无法直接计算横隔板的弯矩和剪力,这时就需要进行简化计算。本文基于刚性横梁法,以预应力混凝土T梁为例,对横隔板进行内力计算。参考文献为范立础主编的《桥梁工程》,大家有兴趣可以翻看一下。

      如下图所示为桥梁的标准断面,该桥是一座预应力混凝土T梁,跨径为30m,断面由7片T梁组成,各T梁中心线间距为1.66m。T梁与T梁之间设有横隔板,横隔板间距为4.83m。两边设置人行道,人行道宽为1.05m,人群荷载为3.5kN/m^2,车行道为8.9m,验算荷载为挂车-100。

     一般而言,从受力角度来看,每片横隔板对每片T梁提供弹性支撑,并将T梁受到的活载通传递至相邻的T梁,从而实现整个桥梁结构整体受力。对于带有横隔板的混凝土T形梁桥,横隔板刚度较大,因此可以看成一个刚体,如下图所示。从图中可以看出,每片梁都会对横隔板产生一个竖向作用力,且每片梁的竖向作用力与汽车荷载的大小和位置均有关。那么汽车荷载大小和位置一旦确定下来,每片梁对横隔板的竖向作用力也就确定,那么横隔板任一截面内的剪力和弯矩就能计算出来。由于这里假设横隔板为刚体,因此采用刚性横梁法计算每片梁的竖向反力。

      刚性横梁法计算方法和原理我就不再叙述,有不清楚的可以翻阅《桥梁工程》。《桥梁工程》中指出,跨中横隔板受力相对于梁端更不利,因此本文主要计算了跨中位置横隔板的内力。而作用在跨中横隔板的活载可以通过影响线进行加载,沿纵桥向方向,横隔板位置影响线系数为1,相邻横隔板位置影响线系数为0,并线性过渡,类似于杠杆法,如下图所示。

      本文验算活载为挂车-100荷载+两侧人群荷载,挂车车轮及轴重布置见下图,左侧为纵向布置,右侧为横向布置。按《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89规范规定,采用挂车荷载验算时,全桥只布置一辆,本文纵向按最不利位置进行加载。

      本文主要计算了每片T梁分隔线位置处横隔板的弯矩和内力,如下图所示,并对横隔板进行了编号。由于受力的对称性,这里主要给出1#~3#横隔板内力随挂车位置的变化结果。从弯矩图可以看出,当车轮布置在横隔板计算位置处时,此处弯矩最大,且横桥向内侧的横隔板所受弯矩相对于外侧横隔板大。从剪力图可以看出,横隔板计算位置处的剪力随挂车荷载移动呈锯齿状变化,可以看出2#横隔板位置处剪力较大,而2#横隔板在2#梁与3#梁之间。对于1#横隔板计算位置所受剪力较小,主要是因为车轮并没有直接作用在1#梁上,其剪力主要由活载引起1#梁竖向力所致。

     对于带横隔板的混凝土T梁,横桥向内侧横隔板所受弯矩相对于外侧较大;横隔板剪力随着挂车位置的变化呈锯齿状分布,且次横隔板(最外侧横隔板相邻横隔板)所受剪力较大,且车轮布置范围对最外侧横隔板剪力影响较大。

clear all

clc

close all

x=-4.98:1.66:4.98; %梁距离中心线

xh=-4.15:1.66:4.15; %横隔板中心线位置

gc_location=-3.45:0.1:0.75; %定义挂车左侧第一个轮距中心线距离

n=length(gc_location);

m=length(x); %计算主梁个数

beta0=1; %刚性横梁法抗扭修正系数

Ii=[0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3]; %存储各个主梁竖弯惯性矩

Mh0=zeros(n,m-1); %记录所有车道情况下横隔板的内力

Qh0=zeros(n,m-1);

Fy0=zeros(n,m);

Fy_rq=1.05*3.5*4.83*2/7; %计算人群荷载引起主梁作用竖向力

for k=1:n %确定车道位置

    xg=gc_location(k);

    P=0.877*125; %挂车单轮重量,单位(kN),纵向采用杠杆法布置在横梁上

    Fy=zeros(m,1); %记录每个主梁作用竖向力

    Mh=zeros(m-1,1); %记录每个横隔板中心线位置弯矩

    Qh=zeros(m-1,1); %记录每个横隔板中心线位置剪力

    sum_a2I=0; %计算竖弯惯性矩与和中心线距离平方乘积求和

    sum_I=0; %对竖弯惯性矩求和

    for i=1:m

        sum_a2I=sum_a2I+Ii(i)*x(i)^2;

        sum_I=sum_I+Ii(i);

    end

    for i=1:m

        for j=1:4

            Fy(i)=Fy(i)+P*(1/m+beta0*(xg+(j-1)*0.9)*x(i)*Ii(i)/sum_a2I);

        end

        Fy(i)=Fy(i)+Fy_rq;

    end

    for i=1:m-1

        count_zl=0; %记录在横隔板中心线左侧主梁中心线数

        count_gcl=0;

        for j=1:m

            if x(j)

❷ T梁行车道板结构形式有哪几种,各按什么力学模式计算

有三种
1、恒载内力计算,主梁荷载自重=截面积X材料容重。横隔梁荷载,均匀分摊给各个主梁承受,并转化为均布荷载主梁上横隔梁数目X横隔梁体积X容重/主梁长铺装层重。沿(桥宽)铺装层截面积X材料容重/主梁根数人行道及栏杆重。每侧每米重X 2/主梁根数。2、活载内力计算(支点荷载横向分布系数用杠杆原理法、跨中用刚性横梁法)3主梁内力组合(基本组合、短期效应组合)。T梁翼缘当行车道板计算是计算局部荷载作用(一般只车辆荷载)下翼缘板是否满足要求,桥博建模计算一般是做桥梁整体计算,所以主梁的截面就是T梁的全部截面,其实这就是个整体计算与局部计算的问题。
行车道板是指供各种车辆纵向排列、安全顺适地行驶的公路带状部分。行车道由车道组成,车道就是供单一纵列车辆行驶的部分。行车道中的车道只包括行车车道和超车车道,而不包括其它起特殊作用的爬坡车道、变速车道等,由于它们的功能和作用不同,未计人行车道当中,所以我国的行车道是车道数乘以车道宽度。车道数是根据预测规划的交通量和单车道设计通行能力等因素确定。在我国,二级和三级公路基本上采用双车道,对于平原微丘区的二级公路,当混合交通量较大、并且将慢车道分开又有困难时,可划线分快、慢车道,但仍属双车道。四级公路宜设计为双车道,交通量小的路段可采用单车道。设计速度为120km/h的高速公路,按通行能力需要可设单向二车道、三车道、四车道即双向四车道、六车道、八车道。设计速度l00km/h的高速公路和一级公路,当交通量超过四个车道的通行能力时,其车道数可按双数增加。一级公路紧靠行车道布设慢车道时,可利用路基宽度中的硬路肩和土路肩部分,作为非机动车道使用。

❸ 主梁的内力计算公式是什么

次梁是把力传给主梁上的梁,它应支承在主梁上,若是直接支承在柱上,则力直接传给了柱。
主梁的自重为其体积与容重的乘积。
主梁(main beam)指的是在上部结构中,支承各种荷载并将其传递至墩、台的梁。在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:
1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。为防止这种破坏,在主梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。

❹ 偏心压力法有何假定及适应情况 速度!

偏心压力法: 偏心压力法是计算主梁和横隔梁内力的常用方法,通常的计算步骤是先计算荷载横向分布系数,然后再纵向布载计算主梁内力,关键是如何计算荷载横向分布系数,对于横隔梁内力计算步骤也大致相同。但是传统的偏心压力法计算方法繁琐,完全可以将偏心压力法属简化,可以省去绘制横向分布影响线、布载等步骤,直接用公式计算荷载横向分布,不仅方法简单,计算准确,还有利于计算机进行程序处理,但在应用时要注意根据横向分布影响线的特点,确定横向最不利荷载位置。

❺ 计算梁指定截面内力的基本方法是什么,简述步骤

如果是钢筋混凝土梁,第一步:找出最不利荷载以及荷载组合;
第二步:初拟梁截面尺寸;第三步:将最不利荷载与梁自重组合(最不利活载+恒载+温度,最不利活载+恒载+支点沉降,活载+恒载+震动......)
第三步:确定受力最大的梁截面(一般跨中最大正弯矩,跨端最大剪力,跨端附近最大主拉力);
第四步:根据梁截面尺寸,选择适当的受力钢筋直径以及箍筋;
第五步:配筋计算(手工计算一般要反复多次才能很恰当地完成)。

❻ 简述偏心压力法计算荷载横向分布系数的基本原理及适用范围

当桥的宽跨比小于或接近0.5(一般为窄桥)、横梁的刚度较大时,此时荷载在各主梁的分配就象一根刚性的横梁支承在各主梁上,因而可按刚性横梁法(或称偏心受压法)计算其荷载横向分布。
偏心受压法(刚性横梁法)适用于桥上具有可靠的横向联接,且桥的宽跨比小于或接近0.5的跨中或四分点截面荷载横向分布系数的计算。

❼ 框架结构在水平荷载下常用的内力分析方法哪些各有何特点

框架结构水平荷载作用下得计算方法有如下几种:
1,反弯点法.适用范围是横梁线刚度与柱刚度之比大于等于3时,且假定楼板为刚性.底层柱反弯点距下端为2/3层高,其余各层柱子的反弯点在柱中点位置.反弯点处的弯矩为0,剪力不为0.
2,D值法,也叫做修正后的反弯点法.柱的反弯点高度取决于框架的层数,柱子所在的位置,上下层梁的刚度比值,上下层层高与本层层高的比值以及荷载的作用形式等.反弯点位置确定后,柱剪力,弯矩的计算与反弯点法相同.
3,门架法,门架法假定梁柱的反弯点位于它们的中点处,柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长度与宽度之比进行分配.

❽ 如何计算截面上的内力

剪力和弯矩

根据作用在梁上的已知载荷,求出静定梁的支座反力以后,梁横截面上的内力可利用前面讲过的“截面法”来求解,如图7-8a所示简支梁在外力作用下处于平衡状态,现在讨论距支座距离为的截面上的内力。

图7-8简支梁指定截面的剪力、弯矩计算

根据截面法计算内力的基本步骤“切、代、平”,计算梁的内力的步骤为:

①、首先根据静力平衡方程求支座反力和,为推导计算的一般过程,暂且用和代替。

②、用截面假想沿处把梁切开为左、右两段,如图7-8b、7-8c所示,取左段梁为脱离体,因梁原来处于平衡状态,所以被截取的左段梁也同样保持平衡状态。从图7-8b中可看到,左段梁上有一向上的支座反力、向下的已知力作用,要使左段梁不发生竖向移动,则在截面上必定存在一个竖直方向的内力与之平衡;同时,、对截面形心点有一个力矩,会引起左段梁转动,为了使其不发生转动,在截面上必须有一个力偶矩与之平衡,才能保持左段梁的平衡。和即为梁横截面上的内力,其中内力使横截面有被剪开的趋势,称为剪力;力偶矩将使梁发生弯曲变形,称为弯矩。

由于外载荷的作用线垂直于梁的轴线,所以轴力为零,通常不予考虑。

剪力和弯矩的大小可由左段梁的静力平衡方程来求解。


❾ 用偏压法计算横隔梁内力的力学模型

用偏压法计算横隔梁内力的力学模型是将中横隔梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹性支承简支梁。
偏压是指在镀膜过程中施加在基体上的负电压,偏压电源的正极接到真空室上,同时真空室接地,偏压的负极接到工件上。
力学模型是采用半充填式固结注浆开采后遗留下的采空区,其稳定性主要受桩柱体和采空区顶板岩层稳定性的影响,将所研究的采空区顶板和桩柱体看作一个系统考虑。

❿ 计算钢筋混凝土连续梁内力有哪两种方法其使用范围如何

钢筋常用的分类:
钢筋种类很多,通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小,以及在结构中的用途进行分类:
(一)按轧制外形分
(1)光面钢筋:I级钢筋(Q235钢钢筋)均轧制为光面圆形截面,供应形式有盘圆,直径不大于10mm,长度为6m~12m。
(2)带肋钢筋:有螺旋形、人字形和月牙形三种,一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形,Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
(3)钢线(分低碳钢丝和碳素钢丝两种)及钢绞线。
(4)冷轧扭钢筋:经冷轧并冷扭成型。
(二)按直径大小分
钢丝(直径3-5mm)、细钢筋(直径6-10mm)、粗钢筋(直径大于22mm
(三)按力学性能分
Ⅰ级钢筋(235/370级);Ⅱ级钢筋(335/510级);Ⅲ级钢筋(370/570)和Ⅳ级钢筋(540/835)
(四)按生产工艺分
热轧、冷轧、冷拉的钢筋,还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋,强度比前者更高。
(五)按在结构中的作用分:受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。
配置在钢筋混凝土结构中的钢筋,按其作用可分为下列几种:
(1)受力筋——承受拉、压应力的钢筋。
(2)箍筋——承受一部分斜拉应力,并固定受力筋的位置,多用于梁和柱内。
(3)架立筋——用以固定梁内钢箍的位置,构成梁内的钢筋骨架。
(4)分布筋——用于屋面板、楼板内,与板的受力筋垂直布置,将承受的重量均匀地传给受力筋,并固定受力筋的位置,以及抵抗热胀冷缩所引起的温度变形。
(5)其它——因构件构造要求或施工安装需要而配置的构造筋。如腰筋、预埋锚固筋、环等。

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