主梁内力横隔梁内力计算课件.ppt

1、第1页，共32页。第2页，共32页。第3页，共32页。第4页，共32页。1、恒载集度（均布荷载）、恒载集度（均布荷载）2、恒载内力（材料力学方法）、恒载内力（材料力学方法）想一想：想一想：中梁与边梁的横载计算有何区别？中梁与边梁的横载计算有何区别？步骤：步骤：第5页，共32页。二、主梁活载内力计算二、主梁活载内力计算 1、主梁活载内力计算分两步、主梁活载内力计算分两步 （1）求某一根主梁的最不利荷载横向分布系数）求某一根主梁的最不利荷载横向分布系数m；（2）应用主梁内力影响线，给荷载乘以横向分布系）应用主梁内力影响线，给荷载乘以横向分布系数，即数，即 ，在纵向最不利位置在内力影响线下加载，在纵

2、向最不利位置在内力影响线下加载，使得使得 为最大，相应求得主梁最大活载内力。为最大，相应求得主梁最大活载内力。iiiyPmiiPm第6页，共32页。2、活载内力计算方法、活载内力计算方法（1）集中荷载布载法：）集中荷载布载法：（2）均部荷载布载法：）均部荷载布载法：汽车和人群荷载汽车和人群荷载 a、当计算简支梁各截面的当计算简支梁各截面的Mmax和跨中和跨中Qmax时，时，采用不变的采用不变的mc一般公式：一般公式：kmsc1iiiyPms1第7页，共32页。b、支点截面剪力或靠近支点截面支点截面剪力或靠近支点截面Q（m有变化）有变化）AAAQQQ均布荷载均布荷载ypmmaQcA02第8页，共

3、32页。（三）计算示例：（三）计算示例：已知：五梁式桥，荷载：公路已知：五梁式桥，荷载：公路级，人群级，人群 pr=3.0kN/m2求：跨中最大弯矩和最大剪力，支点截面最大剪力求：跨中最大弯矩和最大剪力，支点截面最大剪力第9页，共32页。n三、内力组合三、内力组合n承载能力极限状态承载能力极限状态n正常使用极限状态正常使用极限状态n四、内力包络图四、内力包络图 沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线第10页，共32页。第11页，共32页。横梁的作用与受力特点作用：横梁的作用与受力特点作用：加强结构的横向联系加强结构的横向联系 保证全结构的整体性保证全结

4、构的整体性横隔梁内力计算方法横隔梁内力计算方法第12页，共32页。偏压法计算横隔梁内力偏压法计算横隔梁内力1、力学模型：、力学模型：将桥梁的中横隔梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上的将桥梁的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连续梁。多跨弹性支承连续梁。可由平衡条件求解连续梁可由平衡条件求解连续梁第13页，共32页。n2、计算方法：计算方法：n鉴于各主梁的荷载横向影响线（即弹性支承力影鉴于各主梁的荷载横向影响线（即弹性支承力影响线）已求得，故连续梁（横隔梁）可用静力平响线）已求得，故连续梁（横隔梁）可用静力平衡条件求解。因桥上荷载横向移动，通常也用横衡条件求解。因桥上荷载

5、横向移动，通常也用横隔梁内力影响线方法计算。并偏安全地计算跨中隔梁内力影响线方法计算。并偏安全地计算跨中的横隔梁。的横隔梁。第14页，共32页。（一）横隔梁的内力影响线（一）横隔梁的内力影响线n 横隔梁计算图式第15页，共32页。n1.荷载 P=1 位于截面 r 的左侧时n2.荷载 P=1 位于截面 r 的右侧时左左111212211iriirRRRQebRebRbRM左左iriirRRRQbRbRbRM212211第16页，共32页。第17页，共32页。第18页，共32页。（二）作用在横隔梁上的（二）作用在横隔梁上的计算荷载计算荷载 按杠杆原理法求得影响线按杠杆原理法求得影响线 =加载求截面

6、内力加载求截面内力2lapr汽车汽车人群人群Pkqk第19页，共32页。n横隔梁上计算荷载的计算图式横隔梁上计算荷载的计算图式l纵向一列车道荷载轮重分布给该横隔梁的计算荷载为：11212121yplqypqPkakkkoqPkqk第20页，共32页。n人群荷载分布给该横隔梁的计算荷载为：rrrpP00第21页，共32页。（三）横隔梁内力计算（三）横隔梁内力计算 说明：说明：（1）汽车荷载计冲击和车道折减）汽车荷载计冲击和车道折减（2）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨中位置承）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨中位置承受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和较大的剪力，受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和

7、较大的剪力，因此，设计时应加以分析计算。因此，设计时应加以分析计算。第22页，共32页。（四）计算举例（四）计算举例 例用偏压法计算中横隔梁例用偏压法计算中横隔梁 已知：荷载：公路已知：荷载：公路级级 求：求：M2-3，Q1右右步骤：步骤：1、确定计算荷载、确定计算荷载2、求各主梁横向分布影响线、求各主梁横向分布影响线 （偏心压力法）（偏心压力法）第23页，共32页。4.854.854.854.85178.5kN7.875kN/m公 路-级跨中横隔梁的受载图式跨中横隔梁的受载图式第24页，共32页。3、绘制中横隔梁内力影响线、绘制中横隔梁内力影响线（1）荷载）荷载P=1，在，在 r 的左侧：的

8、左侧：左左1iiriirbRQebRM（2）荷载）荷载P=1，在，在 r 的右侧：的右侧：左左iiriirbRQbRM4、不利荷载布置，求截面内力（组合）、不利荷载布置，求截面内力（组合）第25页，共32页。2.3.4 结构挠度与预拱度计算n桥梁的挠度产生的原因：恒载挠度、活载挠度n恒载挠度：不表征结构的刚度特性，可通过施工时预设的反向挠度或称预拱度来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的线型。第26页，共32页。n活载挠度：使梁引起反复变形，变形的幅度（即挠度）愈大，可能发生的冲击和振动作用也愈强烈，对行车的影响也愈大。n在桥梁设计中需要通过验算活载挠度来体现结构的刚度特性。第27页，共32页。

9、n公路桥规规定：钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥：n结构不记入自重，汽车荷载（不计冲击力），此时计算的上部结构跨中最大竖向挠度时采用可变荷载的频遇值产生的跨中长期挠度，不应超过 600/l第28页，共32页。n预拱度（指跨中的反向挠度）：为了消除恒载挠度而设置n其值取等于全部恒载和一半可变荷载频遇值所产生的竖向挠度值，第29页，共32页。n一般小跨径的钢筋混凝土梁桥，当结构自重和汽车活载所计算的长期挠度不超过n，可以不设预拱度。1600/l第30页，共32页。思思 考考 与与 练练 习习 题题1、概念：荷载横向分布影响线，荷载横向分布系数，、概念：荷载横向分布影响线，荷载横向分布系数，预拱度。预拱度。2、杠杆原理法，偏心压力法杠杆原理法，偏心压力法，修正偏心压力法等横，修正偏心压力法等横向分布计算方法的基本假定和适用场合。向分布计算方法的基本假定和适用场合。5、荷载横向分布系数沿梁跨径如何分布？具体计算、荷载横向分布系数沿梁跨径如何分布？具体计算时如何简化？时如何简化？6、偏心压力法计算横隔梁内力的计算模型？、偏心压力法计算横隔梁内力的计算模型？7、桥规桥规规定预拱度取值大小？规定预拱度取值大小？第31页，共32页。再见再见 第32页，共32页。