等截面梯形箱梁畸变效应分析计算

等截面梯形箱梁畸变效应分析计算

摘要:本文通过对箱梁畸变理论的学习，分析了畸变计算方法，提出了等截面梯形简支箱梁畸变效应的计算步骤，采用MATLAB实现了弹性地基梁比拟法的程序设计，并结合实例进行了计算。

关键词:箱梁畸变；MATLAB；荷载分解；

1 引言

随着城市现代化进一步加快，大量薄壁钢箱梁已经在城市立交以及轨道交通建设过程中被广泛采用，尤其在城市立交、跨线桥梁的建设过程中，考虑到桥梁下部道路通车需要以及桥墩布置合理性，此时抗弯刚度和抗扭刚度大，安装养护方便、轻巧美观的薄壁钢箱梁往往成为首选。与混凝土箱梁结构类似，薄壁钢箱梁在竖向偏心荷载作用下，箱梁既产生弯曲又产生扭转，为了防止薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下产生伴随刚性约束扭转的畸变现象，在设计过程中，往往是在薄壁钢箱梁内部设置若干道横隔板来减小箱梁的畸变效应。

2 分析计算理论

根据箱梁的受力特点，当箱梁在偏心荷载作用下，将产生对称弯曲、刚性扭转、畸变、横向弯曲四种最常见的受力状态，对于每种不同的受力状态，钢箱梁将产生不同的正应力以及剪应力，尤其是当薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下产生刚性扭转并伴随发生畸变效应时，由于箱梁矩形截面受扭变形，截面投影以无法保证为矩形截面，箱梁将产生畸变角γ、翘曲正应力σw 以及畸变剪应力τw。

由于薄壁钢箱梁在结构构件类型中属于薄壁杆件，通过大量设计研究以及工程实践，表明此类箱形薄壁杆件的畸变效应对箱梁的扭转变形的影响是无法忽略的，对于考虑畸变效应的薄壁钢梁，在对其进行分析时，目前常用的一种方法是荷载分解法，即将作用于箱梁顶面任意位置的竖向荷载分解为相对于箱梁中心线对称或者反对称的竖向荷载，如图所示。

其中畸变荷载为P1 、P2 、P3、P4。

在此基础上，做出以下几点假设条件：①忽略薄壁钢箱梁各板面的法向正应变；②忽略各板平面内的剪切应变；③板面内的翘曲正应变沿板的厚度方向分布为一常数值，并沿箱梁截面中线方向呈直线分布，由此根据最小势能原理建立畸变角γ(Z)畸变微分方程：

(参考资料)32m预制箱梁计算书

32m 预制箱梁计算书 1. 计算依据与基础资料 1.1. 标准及规范 1.1.1. 标准 ?跨径：桥梁标准跨径30m ； ?设计荷载：公路-I 级（城－A 级验算）； ?桥面宽度：（路基宽26m ，城市主干路），半幅桥全宽13m ，0.5m （栏杆）12.25m （机动车道）+0.5/2m （中分带）＝13m 。 ?桥梁安全等级为一级，环境类别一类。 1.1.2. 规范 《公路工程技术标准》JTG B01-2013 《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；（简称《通规》） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004（简称《预规》） 《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）； 1.1.3. 参考资料 《公路桥涵设计手册》桥梁上册（人民交通出版社2004.3） 1.2. 主要材料 1）混凝土：预制梁及现浇湿接缝、横梁为C50、现浇调平层为C40； 2）预应力钢绞线：采用钢绞线15.2s φ，1860pk f MPa =，51.9510p E Mpa = × 3）普通钢筋：采用HRB400，400=sk f MPa ，5 2.010S E Mpa =× 1.3. 设计要点 1）预制组合箱梁按部分预应力砼A 类构件设计； 2）根据小箱梁横断面，采用刚性横梁法计算汽车荷载横向分布系数，将小箱梁简化为单片梁进行计算，荷载横向分配系数采用刚性横梁法计算。 3）预应力张拉控制应力值0.75σ=con pk f ，混凝土强度达到90％时才允许张拉预

应力钢束； 4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d; 5）环境平均相对湿度RH=80％; 6）存梁时间不超过90d。 2.标准横断面布置 2.1.标准横断面布置图 2.2.跨中计算截面尺寸

箱梁分析报告

第六章箱梁分析 ?主要优点： 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。 ?箱梁截面受力特性： 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 ?箱梁对称挠曲时的弯曲应力： 箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。 ?箱梁的自由扭转应力： 箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力； 单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。 ?箱梁的约束扭转应力： 当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力； 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。 ?箱梁的畸变应力： 当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力； 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。 ?箱梁剪力滞效应： 翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象

就是剪力滞效应； 可应用变分法的最小势能原理求解。 第六章 箱梁分析 一、主要优点 箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是： ? 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性； ? 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T 型刚构等桥型； ? 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板； ? 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果； ? 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； ? 适合于修建曲线桥，具有较大适应性； ? 能很好适应布置管线等公共设施。 二、箱梁截面受力特性 一）箱梁截面变形的分解 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 1、纵向弯曲：对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力 M σ，弯曲剪应力 M τ。 纵向弯曲产生竖向变位 w ，因而在横截面上引起纵向正应力 M σ及剪应力 M τ，见图。图中虚线 所示应力分布乃按初等梁理论计算所得，这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的；但对于肋距较大的箱形梁，由于翼板中剪力滞后的影响，其应力分布将是不均匀的，即近肋处翼板中产生应力高峰，而远肋板处则产生应力低谷，如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达到相当大比例，必须引起重视。

高教版(多学时)机械基础》第三章习题()

《机械基础》第三章习题 （多学时） 一、填空题 1、杆件的基本变形有：；；；。 2、内力：。分析杆件内力的唯一方法是，其内容可概括为、、、。 3、低碳钢拉伸时试件单位长度的变形ε，称为，公式为： 。在拉伸过程中应力值σp称为材料的；σe称为材料的；σs称为材料的；σb称为材料的。 4、应力分为两种，一种是垂直于截面的应力，称为；另一种是相切于截面的应力，称为。 5、杆件拉压变形，轴力为拉力时，应力为；轴力为压力时，应力为。通常以正号表示；负号表示。 6、胡克定律的两个表达式是、。 7、低碳钢拉伸变形的四个阶段是阶段、阶段、 阶段、阶段。 8、杆件拉压时的内力称为；剪切时的内力称为；圆轴扭转时的内力称为；直梁弯曲时内力称为。 9、杆件拉压时，单位面积上的内力称为，表达式为。 剪切时单位面积上的剪力称为，表达式为；挤压面上单位面积所受的挤压力称为，表达式为。在圆柱形构件上，用代替挤压面。即A J= 。 10、在工程中，以扭转变形为主要变形的杆件称为。 11、圆轴扭转时，力偶距、功率、转速的关系式为。 12、圆轴扭转时，在横截面上无应力，而只有垂直于半径的 应力。它的分布规律是：圆轴横截面上任一点的应力与改点所在

圆周半径成，方向与过改点的半径，且上应力最大。切应力的计算公式为。 13、提高抗扭能力的方法是、。 14、以弯曲变形为主要变形的杆件称为。它的基本形式有、 、。梁上各横截面的为零，为常数时的弯曲变形，称为。通常将只发生弯曲变形或以弯曲变形为主的杆件称为。弯曲应力的表达式为。提高抗弯能力的方法是、、、 。 15、常用的塑性指标是拉断后的和。表达式分别为、。 16、在制造零件的过程中，对零件施加载荷使其产生塑性变形，则材料的比例极限和屈服极限有所提高，但塑性下降的现象称为。 17、拉伸与压缩时的强度条件为，运用强度条件，可解决、、等三种类型问题。 18、材料丧失正常工作能力时的应力，称为极限应力。塑性材料的极限应力是其的应力；脆性材料的极限应力是其的应力。 二、选择题 1、安全系数反映了强度储备的情况，塑性材料一般取安全系数S 为；脆性材料一般取安全系数S为。 A、2——3.5 B、0.2——0.35 C、1.2——1.5 D、12——15 2、下面不属于剪切破坏的是。 A、铆钉连接 B、键连接 C、钢板用对接焊缝连接 D、销连接 3、下列实例中属于扭转变形的是。 A、起重吊钩 B、钻孔的钻头 C、火车车轴 D、钻孔的零件

箱梁的结构与受力特点

（二）箱形截面的配筋 箱形截面的预应力混凝土结构一般配 有预应力钢筋和非预应力向普通钢筋。 1、纵向预应力钢筋：结构的主要受力 钢筋，根据正负弯矩的需要一般布置在顶板 和底板内。这些预应力钢束部分上弯或下弯 而锚于助板，以产生预剪力。近年来，由于 大吨位预应力束的采用，使在大跨径桥梁设 计中，无需单纯为了布置众多的预应力束而 增大顶板或底板面积，使结构设计简洁，而 又便于施工。 2、横向预应力钢筋：当箱梁肋板间距 厚的桥面板。的上、下两层钢筋网间，锚固于悬臂板端。 3时，可布置竖向预应力钢筋，面桥梁都采用三向预应力。 4 钢筋网。必须指出，因此必须精心设计，做到既安全又经济。 第二节 箱形梁的受力特点 作用在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。恒载 一般是对称作用的，活载可以是对称作用，但更多的 情况是偏心作用的，因此，作用于箱形梁的外力可综 合表达为偏心荷载来进行结构分析； 在偏心荷载作用下，箱形梁将产生纵向弯曲、扭 转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。详见图2-4。 1、纵向弯曲 产生竖向变位w ，在横截面上起纵向正应力M σ及剪应力M τ。对于肋距不大的箱形梁，M σ按初等梁 理论计算，当肋距较大时，会出现所谓“剪力滞效应”。 即翼板中的M σ分布不均匀，近肋翼板处产生应力高 βα+= 刚性扭转 横向挠曲 图2-4 箱形梁在偏心荷载 作用下的变形状态

峰，而远肋翼板处则产生应力低谷，这称为“正剪力滞”；反之，如果近肋翼板处产生应力低谷，而远肋翼板处则产生应力高峰，则为“负剪力滞”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达相当大比例，必须引起重视。 2、刚性扭转 刚性扭转即受扭时箱形的周边不变形。扭转产生扭转角θ。分自由扭转与约束扭转。 （1）自由扭转：箱形梁受扭时，截面各纤维的纵向变形是自由的，杆件端面虽出现凹凸，但纵向纵维无伸长缩短，能自由翘曲，因而不产生纵向正应力，只产生自由扭转剪应力K τ。 （2）约束扭转：受扭时纵向纤维变形不自由，受到拉伸或压缩，截面不能自由翘曲。约束扭转在截面上产生翘曲正应力w σ和约束扭转剪应力w τ。 产生约束扭转的原因：支承条件的约束，如固端支承约束纵向纤维变形；受扭时截面形状及其沿梁纵向的变化，使截面各点纤维变形不协调也将产生约束扭转。如等厚壁的矩形箱梁、变截面梁、设横隔板的箱梁等，即使不受支承约束，也将产生约束扭转。 3、畸变（即受扭时截面周边变形） 畸变的主要变形特征是畸变角γ。薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后，无法保持截面的投影仍为矩形。畸变产生翘曲正应力dw σ和畸变剪应力dw τ。 4、横向弯曲：畸变还会引起箱形截面各板的横向弯曲，在板内产生横向弯曲应力dt σ （纵截面上）。 5、局部荷载的影响：箱形梁承受偏心荷载作用，除了按弯扭杆件进行整体分析外，还应考虑局部荷载的影响。车辆荷载作用于顶板，除直接受荷载部分产生横向弯曲外，由于整个截面形成超静定结构，因而引起其它各部分也产生横向弯曲。图2-5表示箱形截面在顶板上作用车辆荷载，在各板中产生横向弯矩图。这些弯矩在各板的纵截面上产生横向弯曲正应力c σ及剪应力。 综合箱形梁在偏心荷载作用下产生的应力有： 在横截面上：纵向正应力：dw w M z σσσσ++= 剪应力：dw w M K τττττ+++= 在纵截面上；横向弯曲正应力：c dt s σσσ+= 在预应力混凝土梁中，跨径越大，恒载占总荷载比例就越大。一般地，由于恒载产生的对称弯曲应力是主要的，而由于活载偏心所产生的扭转应力是次要的。如果箱壁较厚，或沿梁的纵向布置一定数量的横隔板，限制箱形梁的畸变，则畸变应力也是不大的。但对于少设或不设横隔板的宽箱薄壁梁，畸变应力不可忽视。板的横向应力对于顶板、肋板及底板的配筋具有重要意义，必须引起重视。 图2-5 局部荷载作用下 横向弯矩图

箱梁横梁计算

请问大家： 1）桥博计算连续梁的横隔梁时建模仅取横隔梁的宽度还是取横隔梁的两侧渐变段的截面作为模型计算截面？ 2）对于箱梁的恒载如何处理，是作为均布荷载加载在桥面板上，还是作为集中力加载在腹板上？ 3）对于顶板带横向预应力的桥梁，计算出来的结果是不是不考虑翼板根部的拉应力？ 4）对于多室截面恒载如何分担？ 希望大家发表自己的看法，如果有相关的算例最好上传学习一下! 向别的老工程师请教后他给我这样的解释：不知道大家有什么见解 1、横梁截面宽度取(b+2bh+12h'f)，b为横梁厚度，bh为承托长度，h'f为板厚。 2、箱梁恒载主要都由腹板传递，取集中力加在腹板上。 3、个人认为应当考虑，施加横向预应力主要就是解决挑臂根部和腹板间桥面板下缘的拉应力，横向应力对横向钢束位置的调整非常敏感。 4、多室截面恒载可按腹板数量均分。 其实横向构件的计算分实体横梁和箱梁框架，以上的1、2、4点均用于实体横梁计算，第3点用于桥面板计算。 不知道大家有什么见解？

关于横梁计算，由于在立交和高架设计时经常碰到，我谈一点个人看法， 如果没有张拉横梁预应力，各个腹板的受力极不均匀，位移大的腹板，弯距比较小，承受的力也比较小，但是张拉横向预应力以后，各个腹板受力就比较均匀了，一般边腹板的力与中腹板的力之比在1.0～1.2之间。 对于多箱室的，恒载应该考虑两种情况更安全，一个是各个腹板均分恒载，另一个是边腹板是中腹板的1.2倍， 另外一个就是桥面上的活载，大家是按照横梁上均布还是，腹板均分？ 我一般是底板范围均分和腹板均分考虑，毕竟活载比重比较小，计算差别不是很大！ 我的观点是： 1、活载应根据车辆荷载进行横向加载，考虑最不利组合。 2、计算宽度取实体厚度。楼上的宽度的取法从理论上讲是正确的。但是保守的取法可以留一定的安全储备。 请各位指正。

连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计

文章编号:0451-0712(2003)08-0095-05 中图分类号:U4481213 文献标识码: 连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨刘　钊1,王　斌2,孟少平1,纪　诚2,张宇峰1 (1.东南大学　南京市　210096;2.南京市市政设计研究院　南京市　210008) 摘　要:南京新庄立交桥是一座以多层、多跨以及分叉连续为特色的预应力混凝土曲线梁结构。在讨论曲线箱梁基本受力特征的基础上,研究了分叉连续曲线箱梁桥的分析方法,并对预应力混凝土曲线箱梁桥设计中的若干问题进行了探讨。 关键词:预应力混凝土曲线梁;分析;设计 1　工程概况 南京市新庄立交桥位于五路交叉口上,为4层部分互通式定向立交。为展示现代化城市立体交通的设计理念,保证交通顺畅,本工程在立交的平面布置上尽量采用曲线展线布置,在结构设计上,采用独立圆柱墩、多跨预应力连续曲线梁,在主线和匝道的分叉处,采用匝道主线连续的分叉式多跨预应力混凝土连续曲线箱梁,分叉处仅设置独柱墩。 新庄立交桥上部结构由二、三、四层主线和匝道桥组成,除E匝道外,上部结构均采用预应力混凝土等截面连续箱梁。 全桥共19联,每联3～5跨不等,跨径31～42m,梁高均为1.8m,箱梁最小跨高比达到12313。箱梁为50号混凝土,预应力束采用

箱梁构造

1 连续箱梁 1.1 等截面箱梁 在我国预应力混凝土混凝土连续梁中最多采用的是等截面和变截面箱梁。等截面连续梁主要适用以下情形： （1）跨径一般为40~60m（国外也有达到80m跨径），构造简单，施工快捷。 （2）立面布置以等跨径为宜，也可以不等跨布置，边跨与中跨之比不小于 0.6，高跨比一般为1/15~1/25. （3）适应于支架施工、逐跨架设施工、移动模架施工及顶推施工。 1.2 变截面箱梁 变截面箱梁主要适用于大跨径预应力混凝土连续梁桥、梁底立面曲线可采用圆弧线、二次抛物线及折线等。为满足梁内各截面受力要求，可将截面的底板、顶板和腹板改变厚度。在孔径布置方面，边孔与中孔跨径之比一般为0.5~0.8，当边跨与中跨之比小于0.3时，边孔桥台支座要做成拉压式，以承受负反力。结合实例，分析发现边跨与中跨之比在0.5~0.54时，在过渡墩墩顶支座仍然留有足够的正压力，而不出现负反力，当小于0.3时，梁端受力接近固定端。 变截面箱梁的梁高与最大跨径之比，跨中截面一般为1/30~1/50，支点截面可选用1/15~1/20. 另外一个资料关于高跨比： （1）跨中截面：h中=（1/30~1/50）L （2）支点截面：h支=（1/16~1/25）L （3）h中/h支：2.0~3.0 1.2.1 横断面形式 箱室数目与箱梁宽关系： 单箱单室：<18m 双箱单室：20m左右 单箱双室：25m左右

分离式双箱：>25m 一般等高度箱梁可以采用直腹板或斜腹板，变高度箱梁宜采用直腹板。 1.2.2 底板 底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至根部，根部厚度一般为根部梁高的1/10~1/12，以符合施工和运营阶段的受压要求，并在破坏阶段使中性轴尽量保持在底板以内。跨中底板厚度一般为20~25cm ，以满足跨中正弯矩变化及板内配置预应力钢筋与普通钢筋的要求。 1.2.3 顶板厚度 顶板厚度要满足：横向弯矩的要求；布置纵横向预应力钢筋得要求。顶板厚度与腹板间距可参考表格： 悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素，一般可取腹板间距之半，当配置横向预应力时应尽量外伸。 顶板的悬臂长度3~5m ，其根部厚度60~70cm ，端部厚度15~20cm 。如果箱梁布置横向预应力，其端部厚度会有限制。横向预应力一般采用扁锚固，扁锚的最大型号为15-5，其锚固中点距混凝土边缘的最小距离为9cm 。 1.2.4 腹板厚度 腹板主要承受截面剪力和主拉应力。在预应力连续梁桥中，弯束对荷载剪力的抵消使得梁内剪应力和主拉应力较小。在变高连续梁桥中，截面高度变化也可减少主应力值。因此，除上述受力因素外，考虑预应力钢筋布置及混凝土浇筑的箱梁腹板最小厚度一般为：腹板内无预应力束管道时采用20cm ，有时采用23~30cm ；有预应力锚固是采用35cm 。在大跨径预应力混凝土连续梁中，腹板跨度宜从跨中向支点逐渐加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用30~80cm ，也有达到1m 左右。 根据另外一个资料，其支点处腹板厚的有一个经验计算公式： 1=(:90~120)n i i A H b λλ=∑

地梁受力与顶板梁受力分析

地梁受力与顶板梁受力相反是吗地梁受力与顶板梁受力相反是吗，，，，板梁是下部筋受力下部钢筋大板梁是下部筋受力下部钢筋大，，，，地梁受力与顶板梁受力相反是吗，板梁是下部筋受力下部钢筋大，而上部主要是支座筋，而地梁相反正确，地梁（基础梁）受力与普通梁正好相反，所以受力筋与支座筋位置也正好相反。地梁受力与框架梁梁受力相反，支座负筋位置也相反是的。有梁式筏板基础中的梁(JZL、JCL)与楼层框架梁（KL)及屋面框架梁(WKL)的受力方向是相反的。好像是倒盖楼。但有区别： 当承受地震横向作用时，柱是第一道防线，楼盖梁是耗能构件，所以要做到”强柱弱梁“”强剪弱弯“，梁要考虑箍筋加密区、塑性铰等问题；但筏形基础的基础梁通常不考虑参与抵抗地震作用计算 是的。有梁式筏板基础中的梁(JZL、JCL)与楼层框架梁（KL)及屋面框架梁(WKL)的受力方向是相反的。好像是倒盖楼。但有区别： 当承受地震横向作用时，柱是第一道防线，楼盖梁是耗能构件，所以要做到”强柱弱梁“”强剪弱弯“，梁要考虑箍筋加密区、塑性铰等问题；但筏形基础的基础梁通常不考虑参与抵抗地震作用计算。是不同的，因为他们的受力是相反的地梁承受基础的反作用力，荷载是向上的，而板顶梁承受的是向下的荷载，两者受力是相反的地梁承受地基反力方向向上,顶梁承受荷载向下,所以受力相反,至于钢筋上部大或下部大那就不一定,要作受力分析.基础梁是基础的一种型式，是结构的一部份，用于承受上部负荷及调整各基础内力，使各基础处于轴心受压或小偏心受压，改善基础受力的连续基础，它一般与桩基、条基、筏基共同受力，单一的基础梁受力已很少见。条基、筏基中的梁应该叫肋梁，肋梁和条基翼板或筏基板共同组成条基或筏基。基础拉梁是为了减少不均匀沉降，防止形变的拉压杆传力构件，它把水平荷载均匀地传给各个基础,有时充当上部墙体的基础。 拉梁顾名思义是连接和协调了两端的独基、承台或基础梁，许多拉梁共同起作用，把整个建筑物基础联合成刚度协调、变形一致的基础。基础梁的作用：1.提高结构整体性；2.抵抗柱底弯矩及剪力；3.调节沉降；4.承受底层填充墙荷载等。基础梁分为：

机械基础杆件的基本变形单元检测题

《机械基础》第三章杆件的基本变形单元检测题 一. 填空题 1.在工程实际中，我们把长度远大于 的构件叫 。 2分析杆件内力的方法是 。截面法可概述为四个字是 、 、 、 。 3.低碳钢整个拉伸实验可分为四个阶段分别是 、 、 、 。 4．低碳钢拉伸的屈服阶段在试件光滑表面上可以看到与轴线成 。 5．当相互挤压力很大时，作用面间可能发生 或 。 6．圆轴横截面上的切应力与该点的圆周半径成 ，方向与该点半径 ，切应力最大处发生在 。 7．梁弯曲时截面上产生的内力是一个 和一个 。 8．工程上把材料丧失正常工作的的的应力，称为 或 对脆性材料用 表示，对塑性材料用 表示。 9．单位面积上的 称为正应力，单位长度的 称为 线应变。 10.在强度条件相同的情况下，空心轴比实心轴 。 11.应力几乎不增加而变形急剧增加的现象称为 或 。 二，选择题： 1. 缩径现象发生在（ ） A.弹性阶段 B.屈服阶段 C.强化阶段 D.局部变形阶段 2.安全系数是（ ） A.等于1 B.大于1 C.小于1 D.不能确定 3.正应力的单位是（ ） A.牛顿 B.帕 C.没单位 4.如图AB 杆两端受力P 的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A.P B.P/2 C.2P 5.按照强度条件，构件危险截面上的最大工作应力不应超过其材料的（ ） A.许用应力 B.极限应力 C.破坏应力 6. 在校核材料的箭切和挤压强度时，当其中有一个超过许用值时，强度就（ ） A.不够 B.足够 C.无法判断 7.在纯弯曲时，梁梁的横截面上的正应力（ ） P P A B

A.都相等. B.中性层上的正应力最大 C.距中性层的正应力最大 8.构件许用应力是保证构件安全工作的（） A.最高工作应力 B.最低工作应力 C.平均工作应力 9.直径相同的实心轴和空心轴相比（） A．实心轴抗扭强度高 B. 空心轴抗扭强度高 C. 两者一样 10.相同截面积的实心轴和空心轴相比（） A．实心轴强度高 B. 空心轴强度高 C. 两者一样 三．计算： 1.图示支架，杆AB是圆钢，直径为d=20mm，杆BC为正方形横截面的型钢，边长为a=15mm。在绞接点 ，若不计自重，试求杆AB和BC横截面上的正应力。 P 2.试校核图示连接销钉的箭切强度.已知F=100KN,销钉直径为d=30mm,材料的许用应力为60MPa.若强度不够,应改用多大直径的销钉? F d

薄壁斜箱梁桥的扭转与畸变效应研究综述

薄壁斜箱梁桥的扭转与畸变效应研究综述 箱梁桥因为其良好的抗扭工作性能以及成熟的施工技术，目前在我国桥梁建设中得到了广泛的应用。箱梁桥在偏心荷载作用下产生的扭转与畸变效应对桥梁的影响这一问题目前也受到了工程人员的重视。文章在介绍现有的箱梁扭转与畸变的研究现状、研究方法的基础上，列举了对斜箱梁桥的扭转和畸变造成影响的因素，并提出了目前对于斜箱梁桥有关其扭转与畸变的研究所存在的一些问题。 标签：箱梁；扭转；畸变；斜度 引言 当前，在我国城市桥梁和公路桥梁建设不断发展的情况下，由于空间或地形等的影响，许多桥型不得不选择斜桥。尤其是在城市中，桥位要服从道路网规划设计，当受到空间的限制时，桥位难免要与规划路线成一定角度。在斜桥桥型普遍采用的背景下，因其本身有别于正桥的构造特点，尤其是对于斜箱梁桥来说，其受力复杂，无论是其理论解析还是数值解析，目前都处在研究阶段，特别是其产生的剪力滞效应，扭转和畸变效应等问题正越来越受到人们的重视。 箱梁在偏心荷载作用下可等效为局部荷载，对称荷载和反对称荷载的共同作用。扭转和畸变效应是在反对称荷载作用下产生的。扭转是反对称荷载作用下的刚性转动，分为自由扭转和约束扭转。其中自由扭转产生自由扭转剪应力？子K；约束扭转产生翘曲正应力？滓w和约束扭转剪应力？子w。畸变产生翘曲正应力？滓dw，畸变剪应力？子dw，横向弯曲应力？滓dt。其中扭转的变形特征为扭转角θ，畸变的变形特征为畸变角γ。 1 研究方法和现状 随着交通运输业的发展，桥梁建设已进入一个崭新的阶段。尽管现在有很多通用的结构分析软件，但是对于解决一些复杂的桥梁结构问题还不够，必须针对其特点和细部构造展开研究。与正交箱梁桥相比，斜箱梁桥的扭转与畸变效应较为明显。在箱梁分析时，把畸变和扭转放在一起时，计算困难，而且现有的一些方法如等薄壳理论等，都存在着一些局限性，因此在箱梁的计算分析中，应将扭转和畸变效应分别进行考慮，将影响箱形梁变形的各种因素的影响程度进行全面的分析归纳，这样有利于斜箱梁桥构造的设计和改进。目前国内外学者对箱梁的扭转和畸变问题做了大量研究，按照研究方法的不同基本上可以分成三类：解析法，数值法和模型试验研究。 1.1 解析法 箱梁的扭转分析始于圣维南的自由扭转理论，该理论解决了薄壁杆件自由扭转的截面翘曲问题。前苏联学者乌曼斯基在基于横截面周边不变形的前提下提出了闭口截面刚性扭转理论，即乌氏第一理论。但是该理论提出的β（z）函数与

3×20普通钢筋箱梁计算书讲解

目录 1、工程概况 (2) 2、主要技术标准 (2) 3、采用规范 (2) 4、主要材料 (2) 5、计算参数 (2) 6、结构计算模型 (3) 7、持久状况承载能力极限状态计算 (4) 8、持久状况正常使用极限状态计算 (6) 9、横梁的计算 (8) 10、构件构造要求 (10) 11、结论 (10)

1、工程概况 本桥是黑龙江省伊绥高速公路南互通E匝道桥第四联钢筋混凝土箱梁桥。采用3-20米等高度现浇钢筋混凝土箱梁桥。 2、主要技术标准 设计荷载：公路—I级 桥面宽度：B＝10.5m 2个车道 设计安全等级二级 3、采用规范 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 4、主要材料 主梁材料：C40混凝土 普通钢筋： HRB335钢筋，抗拉强度设计值为280MPa； 5、计算参数 （1）、采用空间有限元杆系将主梁离散为35个节点， 34个单元。荷载组合及验算内容一律按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）相关条文执行。 （2）、活载布置采用外侧偏载最不利方式布载。 （3）、荷载取值： ●恒载：一期恒载混凝土容重为26kN/m3；二期恒载为10cm沥青 铺装，容重为26kN/m3，防撞栏杆为9.6kN/m； ●活载：荷载标准为公路I级，并考虑汽车荷载引起的冲击力，

冲击系数的取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）计算，由程序计算出此结构的自振频率为9.8Hz， 得到冲击系数 ＝0.36； ●汽车引起的离心力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； ●汽车引起的制动力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），如果有离心力参与荷载组合是制动力取值按照0.7 倍考虑； ●基础变位：基础作用按照支座不均匀沉降考虑，支座的沉降量 为0.5cm； ●温度梯度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 4.3.10 第3 条，对结构的梯度温度引起的效应进行考虑，取 值参照表4.3.10-3竖向日照正温差计算温度基数表混凝土铺 装的结构类型取值。混凝土上部结构竖向日照反温差为正温差 乘以-0.5。铺装为10cm沥青，T1取14 ℃，T2取 5.5℃； ●均匀温度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）， 取升温为30℃，降温38℃。 6、结构计算模型 采用空间杆系将上部主梁离散成51个节点，50个单元。结构离散图如下所示：

机械基础第三章杠杆的基本变形

第三章 §3-1拉伸和压缩 【教学目标与要求】 一、知识目标 1、了解内力、拉压概念，理解截面法求内力； 2、理解拉压材料的力学性质。掌握拉压强度、变形计算。 二、能力目标 通过做低碳钢拉压时的力学性质实验，培养动手能力。 三、素质目标 1、理解截面法求内力；它是求内力的基本方法，贯穿于材料力学始终。 2、理解拉压材料的力学性质，培养实践能力。 四、教学要求 1、了解拉压、内力概念，理解截面法求内力。理解拉压材料的力学性质。 2、掌握拉压强度、变形计算，并能解决工程实际问题。 【教学重点】 1、 拉压、内力概念，截面法求内力； 2、 拉压强度、变形计算。 【难点分析】 材料拉压时的力学性能。 【教学方法】讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 【教学安排】2学时（90分钟） 【教学过程】 复习旧课（5 分钟） 平面任意力系的平衡 ★ 导入新课 作用于构件上的外力形式不同，构件产生的变形也不同。把构件的变形简化为四种基本变形。拉压、剪切、扭转、弯曲。 ★ 新课教学（80分钟） § 3-1 拉伸和压缩 一、内力与截面法 1、内力概念 内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用称为内力。 拉压杆的内力沿轴向称轴力。 2、截面法求内力 过程：切、取、代、平。 0x y o F F M ∑=∑=∑ =0 N P -=0 x F ∑=N P =

讨论： 关于轴力( ) A 、是杆件轴线上的荷载 B 、是杆件截面上的内力 C 、与杆件的截面面积有关 D 、与杆件的材料有关 二、轴向拉压的概念 （演示工程实例引出概念） 1、受力特点：沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。 2、变形特点：杆件沿轴向伸长或缩短。这种变形称为拉伸或压缩。 要点： （1）外力的作用线必须与轴线重合。 （2）压缩指杆件未压弯的情况，不涉及稳定性问题。 讨论： 判断下列三个构件在1-2段内是否单纯属于拉伸与压缩？ 三、拉、压时的应力 1、应力概念 单位截面面积上的内力称为应力。拉压杆横截面任一点均产生正应力。 2、应力计算 拉压杆横截面上正应力是均匀分布的。 规定：拉应力为正；压应力为负。 单位：帕（Pa ）或兆帕（MPa ） 四、轴向拉压时的变形 绝对变形l ?为 纵向线应变l l ?= ε 这两个关系式称为虎克定律。 式中 E---材料的弹性模量，MPa 。 讨论： 图示阶梯杆总变形为（） （A ）0 （B ） (C) (D) N A σ =NL l EA ?= E σε =EA Fl 2EA Fl EA Fl 23

梁受力计算

第5章 受弯构件斜截面承载力计算 1．何谓无腹筋梁？简述无腹筋梁斜裂缝形成的过程。 答：不配置腹筋或不按计算配置腹筋的梁称为无腹筋梁。 无腹筋梁的斜截面破坏发生在剪力和弯矩共同作用的区段。只配置受拉主筋的混凝土简支梁在集中荷载作用下。当荷载较小，裂缝出现以前，可以把钢筋混凝土梁看作匀质弹性体，按材料力学的方法进行分析。随着荷载增加，当主拉应力值超过复合受力下混凝土抗拉极限强度时，首先在梁的剪拉区底部出现垂直裂缝，而后在垂直裂缝的顶部沿着与主拉应力垂直的方向向集中荷载作用点发展并形成几条斜裂缝，当荷载增加到一定程度时，在几条斜裂缝中形成一条主斜裂缝。此后，随荷载继续增加，剪压区高度不断减小，剪压区的混凝土在剪应力和压应力的共同作用下达到复合应力状态下的极限强度，导致梁失去承载能力而破坏。 2．无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种？破坏发生的条件及特点如何？ 答：无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种类型。如图题2所示。 （1）斜压破坏 这种破坏多发生在集中荷载距支座较近，且剪力大而弯矩小的区段，即剪跨比比较小（1<λ）时，或者剪跨比适中，但腹筋配置量过多，以及腹板宽度较窄的T 形或I 形梁。由于剪应力起主要作用，破坏过程中，先是在梁腹部出现多条密集而大体平行的斜裂缝（称为腹剪裂缝）。随着荷载增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个斜向短柱，当混凝土中的压应力超过其抗压强度时，发生类似受压短柱的破坏，此时箍筋应力一般达不到屈服强度。 （2）剪压破坏 这种破坏常发生在剪跨比适中（31<<λ），且腹筋配置量适当时，是最典型的斜截面受剪破坏。这种破坏过程是，首先在剪弯区出现弯曲垂直裂缝，然后斜向延伸，形成较宽的主裂缝—临界斜裂缝，随着荷载的增大，斜裂缝向荷载作用点缓慢发展，剪压区高度不断减小，斜裂缝的宽度逐渐加宽，与斜裂缝相交的箍筋应力也随之增大，破坏时，受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下被压碎，且受压区混凝土有明显的压坏现象，此时箍筋的应力到达屈服强度。 （3）斜拉破坏 题图2(a) 破坏形态(b) 荷载-挠度曲线

利用桥梁博士进行横梁计算的教程_计算

利用桥梁博士进行横梁计算的教程(续一) 本文介绍桥梁博士进行箱梁横梁计算。红色字体内容为本文的操作步骤，黑体字为相应的一些说明和解释。 基本情况在前文中有所介绍，这里主要介绍加载及边界条件的设定。 一、输入施工信息 共建立了三个施工阶段，阶段1安装所有单元；阶段2张拉所有钢束(钢束1、2)，并灌浆；阶段3施加永久荷载。三个施工阶段的设置分别如图1.1-1.3所示。 图1.1 试工阶段1 在阶段3中所施加的永久荷载，是在求得8号墩上所承担的恒载(F0)的基础上，除以墩上箱梁的腹板数(n)，而后在与腹板对应的位置处加以F0/n的集中力。如果要做的细，还可以按各腹板所承担的承载面积进行分配。 关于边界条件，可以在有支座的位置处设计边界条件，注意一般设一个横向约束即可，其它均可只设为竖向约束。图1.4给出了相应的约束和加载情况。

图1.2 试工阶段1 图1.3 试工阶段1

二、输入使用信息： 收缩徐变天数取为：3650。一般认为混凝土的收缩徐变可以持续数年。最在升温温差取为25度，降温温差也取25度。非线性温度按D60-2004中4.3.10定义，一个为正温差，一个为负温差。 活荷载描述：按公路一级车道荷载加载。因为本例中桥宽有40多m，故偏保守的取为10个车道。先按一个车道纵向影响线加载求得墩顶位置处承担的活荷载值，此例约为626KN，填入图2.1中鼠标处示处。 图2.1 活荷载输入 如图2.1所示，勾选横向加载——点横向加载有效区域按钮，将弹出如图2.2所示窗口。活载类别选择汽车，横向有效区域起点取为1m，终点为45.1m。 有必要说明下的是，采用桥博进行横向加载计算时并不用输入活载的横向分布调整系数，车道折减系数等，而是通过定义车道、横向有效分布区域等由桥博自行进行加载。

宽箱梁的数值计算分析

宽箱梁的数值计算分析 摘要：本文以某多箱室连续梁桥为例，讨论了宽箱梁的计算方法，并通有限元计算软件对比分析不同计算方法对宽箱梁计算结果的影响。以该桥的分析计算分析结果为例，从而为宽箱梁的计算提供可靠的计算依据。 关键词: 宽箱梁；单梁法；刚性横梁法；梁格法；数值分析 abstract: taking a more box chamber continuous girder bridge as an example, discusses the calculation method of wide box girder, and through a comparative analysis of the finite element calculation software of different calculation methods for wide box girder of the calculated results influence. with the analysis of the calculation results of the bridge as an example, the calculation of wide box girder so as to provide reliable calculation basis. keywords: wide box girder, single-beam method; rigid beam method; grillage method; numerical analysis 中图分类号：g613.4文献标识码：a文章编号： 1.前言 近年来，为适应交通功能现代化的需求，我国高速、高等级公路与城市立交工程建设迅猛发展；并随着桥梁建设材料性能与施工工艺水平的不断进步，为了缓解城市交通的压力，桥梁道路不断地拓宽。这就使得桥梁建设不得不跟着道路不断拓宽。对于城市道路，

横梁计算书..

该横梁高1.6m ，梁宽为12.5米，悬臂长2米。 二、设计规范 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) 《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 《公路桥梁抗震设计细则》 （JTG/T B02-01-2008） 三、采用的计算方法和计算软件 （1）使用程序 : MIDAS/Civil, Civil2013 （2）截面设计内力 :3维 （3）构件类型 :部分预应力A 类构件 （4）公路桥涵的设计安全等级 : 一级 （5）构件制作方法 :现浇 四、设计荷载 （1）标准:公路一级 （2）上部结构重量以集中力和均布荷载的形式通过三个腹板传递到中横梁 防撞护栏重：26KN/m 桥面铺装：30.4KN/m 五、主要材料指标 主梁采用C50混凝土，预应力钢束采用低松弛2.15=d mm 钢绞线。混凝土、钢绞线等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度参数等基本参数均按现行规范取值。 1、混凝土 C50混凝土弹性模量MPa E c 41045.3?= 预应力混凝土容重为3/26m kN 钢筋混凝土容重为3/25m kN

2、低松弛钢绞线 直径mm d 2.15= 弹性模量MPa E p 51095.1?= 抗拉强度标准值：MPa f pk 1860= 张拉控制应力：MPa f pk 135873.0= 管道摩阻擦系数：25.0=μ 管道偏差系数：0015.0=k 锚具变形：mm l 6=? 六、模型简介 1、主梁单元截面 图一 主梁横断面图示 2、 单元数量 : 梁单元24个 图二 单元离散图 3、节点数量 : 27 个 4、钢束数量 : 8 个 5、边界条件数量 : 2 个 6、施工阶段 : 3 个

第3章 杆件的基本变形

第3章杆件的基本变形 一、填空题 1．杆件变形可简化为、、和四种。2．求杆件内力的方法——截面法可概述为、、和四步。3．吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是；汽车行驶时，传动轴的变形是； 教室中大梁的变形是；建筑物的立柱受变形。 4．杆件受拉、压时的应力，在截面上是分布的。 5．低碳钢拉伸变形过程可分为、、和四个过程。6．材料的极限应力除以一个大于1的系数n作为材料的，它是构件安全工作时允许承受的，用符号表示，系数n称为。 7．机床拖动电机的功率不变，当机床转速越高时，产生的转矩。 8．梁弯曲变形时的内力包括和。 9．根据梁的受力条件不同，梁可分为、、三种形式。10．空心圆截面外径、内径分别为D和d，则其抗扭截面系数W t= 。 二、判断题 1．轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。（）2．当杆件受拉伸时，绝对变形△L为负值。（）3．安全系数取值应越大越好。（）4．拉压杆的危险截面，一定是横截面最小的截面。（）5．空心圆轴圆心处剪应力为零。（）6．合理安排加载方式，可显著减小梁内最大弯矩。（）7．通常塑性材料的安全系数比脆性材料取得略高一些。（）8．受剪切螺纹的直径增大一倍，当其它条件不变时，切应力将减少。（）9．构件剪切和挤压总是同时产生的。（）10．挤压面的计算面积一定是实际挤压面的面积。（）三、选择题 1．A、B两杆的材料、长度及截面积均相同，杆A所受轴力是杆B所受轴力的两倍，则△L A：△L B = 。

A. 2 B. 1/2 C. 1 D. 0 2．当扭矩不变时，若实心轴的直径增加一倍，则轴上的扭转应力降低倍。 A. 2 B. 4 C. 8 D. 16 3. 上部受压，下部受拉的铸铁梁，选择截面形状的梁比较合理。 A. 矩形 B. 圆形 C. T形 D. ⊥形 4. 构件许用应力[σ]是保证构件安全工作的。 A. 最高工作应力 B. 最低工作应力 C. 平均工作应力 D. 最低破坏应力 5. 铸铁等脆性材料不宜作零件。 A.受压 B.受拉 C. 受拉压均可 D. 受拉压均不可 四、计算题 1．变截面直杆如图所示。已知A1＝8cm2，A2＝4cm2，E＝200GPa 。求直杆的总伸长量。 2．在厚度为δ=5mm的钢板上欲冲出一个图示形状的孔，已知钢板的剪切强度极限为此 b=320MPa。现有一冲剪力为10吨的冲床，问能否完成冲孔工作？