横向力分布系数计算

横向力分布系数计算

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/n±P×e×ai/(∑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β）

mi=P/n±P×e×ai×β/(∑ai x ai)

β---抗扭修正系数 β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 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=0.4E 旧规范 G---剪切模量

为0.43E

横向力分布系数计算

P---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β值的时候，用到了上次课程http://doc.guandang.net/thread-54712-1-1.html

我们讲到的计算截面几何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩，可以采用midas计算抗弯和抗扭，也可以采用桥博计算抗弯，

或者采用简化截面计算界面的抗扭，下面就介绍一下这种大箱梁是如何简化截面的：

简化后箱梁高度按边肋中线处截面高度(1.55m)计算，悬臂比拟为等厚度板。

①矩形部分(不计中肋):

计算公式:It1=4×b^2×h1^2/(2×h/t+b/t1+b/t2)

其中：t,t1,t2

h,b

h

It1= 为各板厚度 为板沿中心线长度 为上下板中心线距离

4×((8.096+7.281)/2)^2×1.34^2/(2×1.401/0.603+8.097/0.22+7.281/0.2)

=5.454 m4

横向力分布系数计算

②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×(1-0.63×ti/bi + 0.052×(ti/bi)^5)

=1/3×(1-0.63×0.26/2.2+0.052×(0.26/2.2)^5)

=0.309

It2=2×0.309×2.2×0.26^3=0.0239 m4

③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<<桥梁博士>>V2.9版中的截面设计模块计算全截面抗弯惯距，输出结果如下： <<桥梁博士>>---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

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截面高度: 1.55 m

横向力分布系数计算

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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(m××3):

1 1.55 0.0

2 1.16 1.77

3 0.775 1.83

4 0.388 1.58

5 0.0 0.0

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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τ梁和I梁,保持将两截面中性轴与全截面中性轴位置一致。

τ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

248.5×22×52.8+45×15×36.8+41.8^2/2×40=(2x+40)×20×81.2+20×15×66.2+71.2^2/2×40 解的 x=49.9cm

横向力分布系数计算

对于T梁

x=785/2-2×49.9-40=252.7cm

采用<<桥梁博士>>V2.9版中的截面设计模块计算τ梁和I梁抗弯惯距 输出结果如下： I梁:

<<桥梁博士>>---截面设计系统输出

文档文件: C:\Program Files\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.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

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截面高度: 1.55 m

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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

横向力分布系数计算

4 0.388 0.315

5 0.0 0.0

------------------------------------------------------------

计算成功完成

τ梁:

<<桥梁博士>>---截面设计系统输出

文档文件: C:\Program Files\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.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