桥梁博士简介二.ppt

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1、三、直线桥设计计算输入,1.直线桥原始数据约定 1) 单元的位置 单元的位置由单元左右节点坐标唯一确定。 单元左右节点的坐标为结构在总体坐标系内的坐标。 所有矢量方向都从属于结构总体坐标系（与单元局部坐标系无关）。 2) 钢束的位置 由钢束在自身局部坐标系内几何曲线的描述和钢束局部坐标系向结构总体坐标系的映射合成。 映射的方法是输入钢束局部坐标系原点在总体坐标系中的坐标及坐标轴的夹角。,2.数据准备 结构离散： 在进行结构计算之前，首先要根据桥梁结构方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则： 对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号 构件的起点和终点以及变截

2、面的起点和终点编制节点号； 不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号； 施工分界线设定单元分界线，即编制节点号； 当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式； 边界或支承处应设置节点； 不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂；,对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的 设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根 据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到 各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。对于 索单元一根索应只设置一个单元。 2）施工分析 划分施工阶段，确定施工周期； 各施工阶段的具

3、体操作：包括安装的单元号、张拉的钢束 号、添加的外力荷载、本阶段的内部、外部约束条件、挂篮的 操作步骤、拉索单元的索力调整等等。 用户务必要认识到，桥梁结构不同的施工方法将导致结构 的最终成桥内力不同。施工阶段的划分，对于结构设计有很大 的影响。 3）荷载分析 施工荷载分析： 运营荷载分析：,3.项目的建立 1）单击菜单“文件/新建项目组或打开项目组” ；,2）单击菜单“项目/创建项目” ，或者在项目组管理窗口，通过右键来点击“创建项目”,弹出“创建项目”窗口，如下图所示。,3）输入项目名称、通过点击“浏览”来选择存储路径，在下拉条中选择项目类型。 创建项目后，程序出现了如下图 所示的界面。现

4、在用户就可以根据事先的准备，输入数据了。,4.输入总体信息 单击菜单“数据/输入项目总体信息”后，系统将自动进入总体信息输入界面，如下图所示。,1)计算类别： 计算内力、位移：掌握结构的基本受力状态； 估算配筋面积：得到大致的配筋信息，初步掌握结构的设计要点； 全桥结构安全验算：对结构设计进行复核、修正； 优化计算拉索面积：对斜拉桥的拉索面积、张拉索力进行优化。 如果是初步设计阶段则选择估算配筋面积，此时应在结构配筋估算信息对话框中指定预配置的钢筋或钢束类型等，以便估算的钢筋面积更接近真值。,2)桥梁环境：选择桥梁所处的地理环境。 湿度：程序在计算混凝土构件收缩徐变时使用，对85规范可从列表框

5、中选择相应环境。也可输入相对湿度。对公桥规2004，用户需要参考公桥规2004附录F填写该信息。 环境有强烈腐蚀性：在验算抗裂性时需要该信息； 3)计算内容：用户选择本次计算所需要计算的部分。 一般在估算预应力配筋时不计结构的收缩徐变； 结构的非线性仅在特大跨径桥梁分析时使用，通常结构不需计算。,4）附加信息：指定计算部分内容。包括以下几点： 结构验算单元：在选择“全桥结构安全验算”时，填入需要验算的单元号，不填则默认为全部单元。 组合计算类型：对应于规范的荷载组合类型。不填则默认为全部组合1-9，包括用户自定义组合。对于公桥规2004，各组合的意义参见P352页说明。 计算活载单元、计算活载

6、节点：选择需要进行活载分析的单元、节点。不填则默认为全部单元。 活载加载步长：进行活载影响线加载时的步长。填0时系统默认为1/50的跨径。步长越小，活载计算越精确，速度越慢。对于某些“没有跨径”的结构（只有一个约束），程序将无法进行加载，必须由用户填入加载步长。 非线性荷载分级数：当计算内容中选择了几何非线性或梁柱非线性时，此窗口被激活。程序按用户输入的分级数将荷载分成n级逐步计算，每次计算都进行刚度矩阵修正，因此级数越高结果越精确，但计算时间越长。,5）形成刚臂时决定节点位置的单元号： 当多个单元共用一个节点号，且其节点位置不重合时，形成刚臂。此时，程序有一套默认的确定节点位置的规则。 若此

7、规则不能表达结构的实际情况时，用户可以在这里填入单元号，来改变系统的固定算法，系统将根据用户填入的单元来确定节点的位置。 6）钢束参考线定义 单击“钢束参考线定义”按钮，打开钢束参考线定义窗口，如下图所示。,7）估算配筋信息 当工程计算类别为“估算配筋面积”时，“估算配筋信息”按键被激活，点击后出现如下图所示配筋信息窗口。,5.输入单元信息 单击菜单“数据/输入单元特征信息” ，切换到单元输入窗口，如下图所示：,1)单元的基本信息 (1)节点号和顶缘坐标： 单元左右节点顶缘或中点坐标位置的意义如下图所示。 用户可以手动逐个输入单元的左右节点号、左右节点坐标，也可以通过快速编辑器，编辑成批的单元

8、信息。,(2)单元的性质： 钢筋混凝土：截面由混凝土和普通钢筋组成。 预应力混凝土：截面由混凝土、普通钢筋和预应力钢筋组成。 组合构件：截面由混凝土和钢材组成。 拉索：截面只由钢筋或钢材组成。只有当构件需要调整其轴力时，才有必要将其置为拉索单元。 圬工构件：截面由圬工材料组成。 全预应力构件：预应力混凝土单元验算是否一定要按全预应力构件验算。 现场浇注构件：当单元为混凝土构件时，此项被激活，由用户选择单元的施工方式。在公桥规（2004）中，现浇构件和预制、拼装构件的计算是有区别的。 是否桥面单元：当前单元是否桥面单元。用于确定施工阶段的移动荷载（坐标荷载）作用位置和使用阶段影响线计算时单位荷载

9、作用点位置，以及判断剪力影响线的突变位置。,（3）截面描述 拉索截面：用于设定拉索单元的截面面积和拉索的材料类型。 左、右截面：而对于其它单元，用户需要分别输入左右截面信息。 通用截面拟合：对一些变化复杂的截面进行拟合（“快速编辑器”的拟合局限于直线和二次抛物线拟合，而且整个截面的所有参数的变化趋势一致）。,重新设定与大气接触的周边长度：计算混凝土收缩时使用。填0则由程序根据截面形状自动计算。 材料类型：注意使其类型与适用的规范相对应。用户还可使用工具菜单下的材料特征命令自定义新的材料类型。 顶缘、底缘有效宽度：较宽截面的有效分布宽度。 计算截面几何特征在结构内力分析时使用全截面，应力、强度分

10、析时使用有效截面。 在公桥规2004中，计算轴力产生的应力时，按全断面计算。 此值若填0则表示该截面都是有效截面。 如下图所示，有效宽度为1500mm。,截面钢筋：截面上配置的普通钢筋信息。 截面钢筋输入时，钢筋的高度为正值表示距截面底缘的距离，为负值时表示距截面顶缘的距离。 截面的几何信息输入方式： 图形输入：选择常用的或用户自定义的图形，输入其参数； 节线输入：输入不同高度处的截面宽度； 特殊输入：直接输入截面的各项指标； 坐标输入：用户以坐标形式，逐点描述截面形状； 自AutoCAD读入。,6.输入钢束信息 单击菜单或“数据/输入预应力束信息”下拉式菜单，切换到钢束输入窗口，如下图所示：

11、,1）基本信息 钢束钢质：选择预应力钢束材料。 钢束编束根数：例如，如果采用OVM15-7，则编束根数为7。 钢束束数：同一类型钢束的束数。 钢束锚固时弹性回缩合计总变形：指所有张拉端回缩合计值。参考公桥规2004第6.2.3条取值。 张拉控制应力：钢束在张拉端锚固时的有效预应力（应扣除锚口损失），输入正值表示锚固应力，负值表示张拉力（对于先张法构件，应在此扣除温差导致的s3损失）。 超张拉系数：钢束超张拉应力与张拉控制应力的比值。如果此值为0，该号钢束不超张拉。,成孔方式： 用于确定管道摩阻系数和局部偏差系数，参见下表。,成孔面积：钢束预留孔道的面积。 成孔面积是指一束钢束的成孔面积，即一个

12、孔道的面积。 如果该号钢束由多束构成，系统自动将该面积乘以束数。 在该钢束尚未灌浆之前考虑其孔道对截面特征削弱的影响。 张拉方式：选择施工时采用的张拉方法。此处的左、右端分别指钢束的起、终点。 2) 钢束几何描述 竖弯： 功能：弹出钢束几何形状描述（竖弯）对话框，如下图所示。,平弯： 钢束的平弯输入与竖弯输入方法类似。此时的“z”坐标，是指横向坐标。平弯输入时，若不使用相对坐标，则其输入的“x”值需与竖弯的“x”值以及整体坐标的“x”值相一致。,7.输入施工信息 使用“数据”菜单中的“输入施工阶段信息”命令或鼠标右键弹出右菜单来切换到施工阶段信息输入窗口，如下图所示：,1)基本信息 单元施工描

13、述：输入阶段安装与拆除的单元。 预应力钢束施工描述： 索力调整 ： 2)施工阶段荷载描述 永久荷载：永久性作用于结构上的荷载，如结构横梁重量、二期铺装等； 临时荷载：一般为施工机具等荷载，下一阶段将自动去除。 施工活载：一般在需要验算某阶段几种加载情况下，结构安全性是否满足要求，一般只在特殊的阶段需要验算。 升温与降温：是作为施工活载处理的， 平均温度：是作为永久荷载处理的， 移动荷载：坐标荷载的输入，是作为永久荷载处理的。,3)边界条件 功能：结构的外部约束信息, 边界条件决定着具有约束的节点的位移。系统将打开一个边界条件对话框如下图所示。,基本信息： 刚性支承：则该节点相应方向上的位移为零

14、； 弹性支承：则根据弹性系数确定外界对该节点相应方向的限制情况，如果弹性系数极大，则表示相应方向趋近于刚性支承；同理，如果弹性系数为零，则表示该方向没有约束。 双向支承：表示支承节点在相应方向不能发生任何位移。 单向支承：只能发生正向或负向位移，正向支承是指该节点只可以发生正向位移，负向支承是指该节点只可以发生负向位移。 弯剪系数：外部约束发生单位水平位移时在该约束上产生的弯矩（或发生单位转角位移时在该约束上产生的水平力）。,4)主从约束 功能：结构的内部约束信息, 系统将打开一个如下图 所示的对话框：,8.输入使用阶段信息 在使用阶段输入结构在施工结束后有效使用期内可能承受的各种外荷载信息，

15、使用阶段的计算结构模型采用最后一个施工阶段的计算模型。 功能： 可以选择“数据“菜单下的“输入使用阶段信息”命令，或在数据输入区单击鼠标右键，通过弹出的右菜单来切换到输入使用阶段信息窗口，如下图所示。,1)使用阶段基本信息 外力荷载描述：用于描述结构在使用阶段可能会遇到的外力荷载, 供程序进行最不利荷载组合。诸如地震力、制动力、风力等外力荷载，如果需要计算，必须由用户输入。 其它静荷载： 2)活荷载 结构在使用阶段承受的活荷载描述。系统将打开一个活荷载输入对话框如下图所示。,9.输入优化阶段信息 选择“数据”菜单的“输入优化信息”菜单命令，或在数据输入区单击鼠标右键，通过弹出的菜单来选择输入优化信息项，此时便会出现如下图所示的输入窗口。,10.输入数据诊断 在数据输入完毕后，可以利用系统提供的数据诊断功能，帮助用户检查出几百种数据逻辑错误，从而为数据检查提供了极大的方便。 选择“项目”下拉式菜单下的数据诊断选项，便会出现如下图所示的窗口。,程序诊断后，有两种信息提示：警告和错误，分别用蓝色或红色显示。发现错误信息后，必须经过修改方能执行项目计算。 如果经检查数据没有错误，则可以选择“项目”下拉式菜单下的“执行项目计算”或“重新执行项目计算”命令进行项目计算。计算结束后查看计算结果，数据输出将在下一章专门介绍。,上课结束!,