邁達(dá)斯梁格法討論

1、1在用橋博進(jìn)行梁格法計(jì)算時，在單元的截面信息中輸入的自定義抗扭慣性矩是整個縱向構(gòu)件單元截面的抗扭慣性矩，還是如【橋梁上部構(gòu)造性能】中所提，不包括腹板在內(nèi)的僅由頂、底板構(gòu)成的抗扭慣性矩？答：我曾經(jīng)對同一座簡支彎橋分別用橋博單梁、梁格和MIDAS單梁、梁格建模計(jì)算進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：1、僅考慮恒載的情況；對于梁格法，無論是橋博還是MIDAS內(nèi)力而言,四種模型計(jì)算結(jié)果彎矩結(jié)果一致（我所說的一致指誤差在5%A內(nèi)），程序無法提供腹板剪力流產(chǎn)生的扭矩，在手動計(jì)算并組合后，兩種程序梁格法計(jì)算的扭矩結(jié)果一致，且均較單梁計(jì)算的扭矩略偏大，約10%左右（這應(yīng)該是由于剛度模擬誤差產(chǎn)生的），由此可以得出漢勃利對于

2、梁格法力學(xué)理論的闡述是正確的，因此，對于梁格法，我個人的觀點(diǎn)，其可以考慮彎扭耦合而得出較精確的彎矩并指導(dǎo)整體受力配筋是沒有疑問的，問題在于，梁格法扭矩需修正的適用性，我們可以通過手動計(jì)入兩側(cè)腹板剪力流產(chǎn)生的扭矩來得到較為正確的扭矩并無異議，但對于很多情況這并不利于直接指導(dǎo)我們設(shè)計(jì)，比如我們需要觀察扭矩包絡(luò)圖來判斷彎橋偏心的設(shè)置時，會發(fā)現(xiàn)我們直接用單梁模型可以更為節(jié)省時間和精力（至少無需你去修正組合）而得到可以直接應(yīng)用的數(shù)據(jù)，單梁的缺陷在于不能正確考慮各片梁實(shí)際受力的差異，但這并不影響整體的設(shè)計(jì)，比如偏心的設(shè)計(jì)，整體抗扭性能的評估，而在細(xì)節(jié)上的處理，我們需要用梁格法的計(jì)算去確保安全。MIDAS分

3、別計(jì)算了活載下（8%的差別）。MIDAS自定需要注意的是，對2、關(guān)于活載的情況，梁格法而言，出于分析對比，我也用橋博和的關(guān)鍵截面扭矩對比，在這里就不說彎矩了，因?yàn)榻Y(jié)果比較吻合義車道比較方便，可以同時考慮多種工況，這比橋博方便許多，但于同一工況，如果你用不同的梁來做偏心實(shí)現(xiàn)的話，產(chǎn)生的內(nèi)力差別很大，且用哪片梁直接導(dǎo)致這片梁內(nèi)力變大，我用的是V6.71，不知道MIDAS2006是否沒有這樣的問題，為了解決這一問題，我在活載偏載于哪片梁時，采取該片梁去定義車道偏心，結(jié)果表明，兩種程序計(jì)算結(jié)果比較吻合。在用單梁模型計(jì)算時，兩種程序計(jì)算結(jié)果完全一致，同上面恒載的情況，單梁結(jié)果要比梁格小，這也是因?yàn)閯偠鹊?/p>

4、模擬誤差產(chǎn)生的。綜上所述，兩點(diǎn)結(jié)論：1、在做整體設(shè)計(jì)時（比如設(shè)置預(yù)偏心），個人感覺用單梁模型可以較為真實(shí)反應(yīng)結(jié)果的整體受力性能，梁格法可以作為一個對比驗(yàn)證，且其結(jié)果一般要大于單梁的計(jì)算結(jié)果。2、對于彎扭耦合突出的結(jié)構(gòu)物，梁格法的計(jì)算是必須的，而且可以較為精確的反映出結(jié)構(gòu)比如箱梁各片腹板的受力差異，以保證結(jié)構(gòu)的安全的配筋，單梁的計(jì)算結(jié)果在此時可以作為一個對比驗(yàn)證，我的計(jì)算結(jié)果表示了在各參數(shù)輸入正確的情況下，單梁與梁格的總彎矩值是完全一致（我的結(jié)果對比誤差不到1%。對于等寬的窄彎橋，我認(rèn)為沒必要用梁格法進(jìn)行計(jì)算，用空間梁單元計(jì)算足夠了，只要模型正確，計(jì)算結(jié)果是完全能夠符合工程要求的，并且在承載能力

5、計(jì)算和配束的時候會非常方便，并且結(jié)果一目了然。對于變寬的或者斜度很大的特殊橋梁，進(jìn)行梁格法計(jì)算是很有必要的，但是這其中輝涉及很多問題，在計(jì)算的過程中要綜合考慮，否則計(jì)算結(jié)果沒有參考價值。對于上面的總結(jié)有以下幾點(diǎn)補(bǔ)充和修正，希望對大家有所幫助：一、對于扭矩的結(jié)果，由于梁格法計(jì)算時將結(jié)構(gòu)的抗扭分成了兩部分來計(jì)算，即頂?shù)装宓目古べx予縱向梁格，而腹板對整體結(jié)構(gòu)的抗扭貢獻(xiàn)是由腹板的抗剪來體現(xiàn)的（腹板之間有間距，當(dāng)兩塊腹板的剪力方向相反時，就構(gòu)成了扭矩），所以在這里整體結(jié)構(gòu)的抗扭和縱梁截面的抗剪就產(chǎn)生了混合疊加，而規(guī)范里面的承載能力計(jì)算結(jié)果是按整個截面來驗(yàn)算的，事實(shí)上對于抗扭由于閉合截面和非閉合截面有很大

6、的區(qū)別，不能簡單地對截面進(jìn)行拆分或者疊加，因此對于抗扭配筋，應(yīng)該用單梁的計(jì)算結(jié)果來進(jìn)行承載能力計(jì)算配筋。而梁格的作用是計(jì)算體現(xiàn)了彎矩在各個腹板位置的不均勻性，因此對于較寬的彎斜梁應(yīng)該按照梁格計(jì)算的結(jié)果對各縱梁進(jìn)行縱向抗彎的承載能力計(jì)算和配筋。二、對于活載的布置，假如用單梁計(jì)算，不管車道如何布置，如何進(jìn)行偏載計(jì)算，對其正應(yīng)力是沒有影響的，因?yàn)閷τ趩瘟簛碚f偏載的結(jié)果只是對扭矩有影響，也就是對截面的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力有影響，對于彎矩在各腹板位置的分布不均無法體現(xiàn)。偏載系數(shù)的定義表明，這個系數(shù)指的是彎矩影響增大系數(shù)，目的是體現(xiàn)彎矩在各腹板位置不均造成的內(nèi)力和正應(yīng)力的分布不均。因此在用空間梁單元計(jì)算的時候察看不

7、同的結(jié)果要用不同的荷載組合，這樣結(jié)果才準(zhǔn)確，查看扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和扭矩最大的時候，要按偏載最不利工況不加偏載系數(shù)的組合，而查看正應(yīng)力和彎矩結(jié)果的時候應(yīng)該按照活載乘以偏載系數(shù)的組合。這一點(diǎn)是大家通常會忽略的。對于梁格法，這個問題就更為復(fù)雜一些，應(yīng)該設(shè)立多種車道工況，也就是說，對每一根縱梁進(jìn)行最不利布載，也就是在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)將活載盡量集中的布置在某一根縱梁的位置，幾根縱梁（對于箱梁就是幾個腹板）需要幾個車道組合，然后將這幾種工況進(jìn)行包絡(luò)，形成一個組合，然后跟其他結(jié)果進(jìn)行組合。這樣就能得到每一個位置的最不利結(jié)果。三、對于上面的結(jié)論2值得商榷，彎扭耦合突出的結(jié)構(gòu)其實(shí)就是平面彎曲半徑小的結(jié)構(gòu)物，彎扭耦合突

8、出倒不一定都要用梁格，例如彎曲半徑很小的等寬窄梁橋，用單梁計(jì)算是完全可以的，也是非常方便的，另外對于彎扭耦合這個問題值得提提，通常咱們都知道，彎梁橋在恒載作用下就存在扭矩，很多人把內(nèi)外側(cè)腹板弧長不等造成的.恒載不均而引起的扭矩非?？粗?，希望軟件能夠自動計(jì)算著一部分影響，除非單元是非常規(guī)單元，是那種扇形梁單元，否則單元分的再細(xì)也是無法體現(xiàn)這一部分影響的，事實(shí)上，在恒載引起的扭矩中，這部分引起的扭矩往往在總的扭矩中是占很小的一部分的，特別是平面彎曲半徑很小的結(jié)構(gòu)，幾乎可以忽略不計(jì)，因?yàn)橛捎趶澟ゑ詈显斐傻呐ぞ卣剂似渲械慕^大部分。橋梁工程GM法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)的時候，提到了一種劃分寬橋和窄橋的方法

9、，可以借鑒，一般跨度與寬度之比小于2,認(rèn)為是寬橋，宜用梁格法計(jì)算。對于曲線梁橋，與圓心角有關(guān)系，橋梁工程上也有提到，大于30度，宜用梁格法計(jì)算。另外，個人觀點(diǎn)，單梁法模擬曲線梁橋，宜建立包含前后各一聯(lián)的共三聯(lián)上下部聯(lián)合作用模型，僅提取中間那一聯(lián)的結(jié)果，這樣才能夠正確地得出以下結(jié)果：判斷過渡墩支座是否脫空、主梁扭矩、下部結(jié)構(gòu)墩身橫向彎矩。因?yàn)橹髁貉亻L度方向的扭矩分布、支座反力的不均勻分布、各墩身的橫向彎矩分配是由各墩下部結(jié)構(gòu)的橫向抗彎剛度決定，且與相鄰聯(lián)有關(guān)系。梁格法提供的下列結(jié)果是正確的：1支座反力的不均勻分布及判斷支座是否脫空、2、縱橫向梁格面內(nèi)彎矩、3、面內(nèi)剪力、4、各梁格正應(yīng)力平均值、5

10、、面內(nèi)剪應(yīng)力。梁格法給出的以下結(jié)果是錯誤的:1各梁格的扭矩，應(yīng)該同時考慮各梁格的剪力差，手動計(jì)算全截面的扭矩，并按全截面的扭矩做抗扭驗(yàn)算。（詳見橋梁空間結(jié)構(gòu)分析方法戴公連、李德建）2、面外彎矩，面外彎矩會引起正應(yīng)力沿橫向的不均勻，所以這種橫向不均勻的正應(yīng)力結(jié)果是錯誤的，正應(yīng)力只能查看正應(yīng)力的平均值。3、面外剪力，面外剪力引起的剪應(yīng)力4、主應(yīng)力；由于截面各點(diǎn)的正應(yīng)力不準(zhǔn)確、面外剪應(yīng)力（包括剪力引起和扭矩引起）不準(zhǔn)確，所以梁格提供的主應(yīng)力不準(zhǔn)確。對于異型梁橋、寬梁橋、曲線梁橋，不管用單梁法、梁設(shè)計(jì)中，把握存在哪以下幾點(diǎn)在下認(rèn)為應(yīng)該（脫空），否則整個格法、或者實(shí)體分析法，都不能一次簡單地得出我們需要

11、的所有結(jié)果,些無法預(yù)料和難以計(jì)算清楚的問題，然后偏安全地多配點(diǎn)普通鋼筋。特別注意：1如果未設(shè)置拉力支座，在各種荷載組合下，支座絕對不能出現(xiàn)負(fù)反力結(jié)構(gòu)的其他內(nèi)力均是錯誤的，對結(jié)構(gòu)所做的驗(yàn)算也是徒勞！所以各支座反力的真實(shí)有效性,是曲線梁橋分析首先要正確把握的問題。2、盡量用雙柱墩。雖然以前我們做過很多設(shè)置偏心的獨(dú)柱墩曲線梁橋，考慮到現(xiàn)行超重車太多且超重重量非常離譜，總覺得獨(dú)柱墩很玄。另外，如果要考慮抗震，在相同軸壓比條件下，獨(dú)柱墩比雙柱墩的剛度大，自振周期小，地震效應(yīng)大，抗震分析難以通過。3、各墩的橫向抗彎剛度應(yīng)該均勻。墩的橫向抗彎剛度均勻，則主梁的扭矩均勻、各墩的橫向彎矩均勻、各墩頂?shù)闹ё戳Σ?/p>

12、均勻程度均勻、橫橋向（徑向）地震作用下各墩橫向彎矩均勻。4、僅調(diào)整支座間距不能使整個結(jié)構(gòu)體系的受力性能達(dá)到最好，應(yīng)該以保證1）“基本組合、長短期組合、標(biāo)準(zhǔn)值組合下，支座預(yù)留的壓力儲備不小于墩頂軸力的10%和2）“各墩的橫向抗彎剛度均勻”，在這兩個前提下，各墩的支座間距和橫向抗彎剛度聯(lián)合調(diào)整，以達(dá)到整個結(jié)構(gòu)體系受力性能較好。5、小半徑曲線梁橋（假設(shè)R60m以內(nèi)），宜用跨度和聯(lián)長均較?。?0m）的普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋，小半徑曲線梁橋以下幾個方面的橫向效應(yīng)比較大：（1）、預(yù)應(yīng)力徑向力對截面扭心產(chǎn)生的扭矩非常大（特別注意：在midas中，計(jì)算的鋼束二次產(chǎn)生的主梁扭矩是對截面形心的，midas未考慮形

13、心和扭心的不重合，考慮到一般直腹板或者斜腹板箱梁，扭心均在形心下方，midas的這部分的扭矩結(jié)果是偏大的，可以自己算出形心和扭心的差別，然后在主梁上施加一個反向的扭矩，或者偏安全不考慮。），這是本人推薦采用普通鋼筋砼的原因。（2）、離心力分為兩個效應(yīng)：1）離心力對截面扭心產(chǎn)生扭矩（因?yàn)橐话闩ば脑谛涡南路?，所以?yīng)考慮扭心和形心的差別。橫向風(fēng)荷載也應(yīng)該考慮扭心和形心的差別，否則扭矩計(jì)算結(jié)果偏小，不安全。）；2）離心力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平橫向力。（3）、橫向風(fēng)荷載也和離心力一樣分為兩個效應(yīng)，注意風(fēng)荷載大于25m/s時，不能和汽車荷載（移動荷載、制動力、離心力）等組合，所以我們應(yīng)該分別做以下兩次分析：1）汽

14、車荷載與25m/s的橫向風(fēng)荷載組合。2）不考慮汽車荷載，加入橫向風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值（如果設(shè)計(jì)風(fēng)荷載大于25m/s）。如果墩很高時，還應(yīng)該考慮縱向風(fēng)荷載。（4）、結(jié)構(gòu)自重（包括一期和二期）、移動荷載、梯度溫度等引起的彎扭耦合效應(yīng)大。（5）、其他問題：腹板橫向防崩、斜腹板箱梁預(yù)應(yīng)力彎起段的主梁預(yù)應(yīng)力橫向張力等。最后提出一個問題請教各位，如果有一座窄的曲線梁，預(yù)應(yīng)力作用下，其主梁的橫橋向彎矩應(yīng)該較大，這樣是否需要在內(nèi)側(cè)腹板加配普通鋼筋？在下沒有見到過這方面的文章。以上是最近做幾座曲線橋分析時，學(xué)習(xí)理論的一些體會，歡迎補(bǔ)充，歡迎拍磚！?是?是在建立橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型時，會遇到各種類型支座，不知道各位都是怎么

15、模擬的不是用彈性連接進(jìn)行模擬？同時支座也有一定的高度，具體應(yīng)該怎么考慮？請教各位大俠給予回復(fù)book30:具體的我是這樣做的，大家參考一下：板式橡膠支座剛度采用三維彈性連接器來模擬計(jì)算：TOCo1-5hz單元局部坐標(biāo)系x軸方向剛度（該橋?yàn)橹ёQ向剛度計(jì)算）：SDx=EA/I單元局部坐標(biāo)系y、z軸方向剛度（該橋?yàn)橹ё鶛M、縱剛度計(jì)算）：SDy=SDz=GA/I單元局部坐標(biāo)系x軸方向轉(zhuǎn)動剛度（該橋?yàn)橹ё矫鎯?nèi)轉(zhuǎn)動剛度計(jì)算）：SRx=Glp/I單元局部坐標(biāo)系y軸方向轉(zhuǎn)動剛度（該橋?yàn)橹ё鶛M向轉(zhuǎn)動剛度計(jì)算）：SRy=Gly/I單元局部坐標(biāo)系z軸方向轉(zhuǎn)動剛度（該橋?yàn)橹ёv向轉(zhuǎn)動剛度計(jì)算）：SRz=Glz/I

16、式中：EG為板式橡膠支座抗壓、抗剪彈模；A為支座承壓面積；ly,lz為支座承壓面對局部坐標(biāo)軸y、z的搞彎慣性矩；lp為支座搞扭慣性矩；I為支座凈高。固定盆式支座以較大的剛度約束板體的位移而放松對轉(zhuǎn)動的約束，故模擬在墩頂設(shè)置一個橫、縱、豎三維抗壓、抗剪的大值，各方向抗彎的小值，即SDx=SDy=SDz+，而SRx=SRy=SRz=彈性連接。bridgedlut（井中蛙）人覺得如果按樓上所說的用彈性連接器來模擬板式橡膠支座的話存在一定問題，就是無法判斷支座是否出現(xiàn)局部脫空，因?yàn)橹ё坏珪霈F(xiàn)整體脫空還會出現(xiàn)局部脫空，判斷是否局部脫空就需要從支座角點(diǎn)是否出現(xiàn)拉應(yīng)力來判斷，但是彈性連接是無法觀察角點(diǎn)應(yīng)

17、力的。另外，逐項(xiàng)輸入彈性連接的剛度不但麻煩而且還容易出錯，假如按樓上所說的I為支座凈高的話，模擬是錯誤的，應(yīng)該是支座中橡膠層的總厚度，如果了解板式橡膠支座的原理就會知道，鋼板的厚度對彈模是沒有影響的，鋼板只起限位作用，因此不能把鋼板也作為受力結(jié)構(gòu)的一部分。最近分析一23m的預(yù)應(yīng)力空心板，采用縱梁加虛擬橫梁的方法，截面采用civil2006的PSC數(shù)值型截面，可以顯示真實(shí)截面形狀。分析時橫梁采用二型截面，釋放橫梁之間的彎距約束。具體的約束見模型：遇到的問題：1.采用模型中的約束，計(jì)算第二階段的支座反力，有些是正的，有些是負(fù)的，不合理，但不知道問題出在那里？1，可以看2修改模型中的越束，即將釋放梁

18、端部的約束的數(shù)值逐漸的修改變化，一直變?yōu)槌鲋ё戳呄蚝侠?，但不知原因所在？?shí)際上我也見過有人完全釋放約束的，但不知道我的模型為什么會有這個問題？3.如果修改模型中的支座越束，將每個支座的RX全部約束，結(jié)果同2的修改，應(yīng)該比較符合實(shí)際，但實(shí)際上不知道要不要約束這個RX?青諸位幫忙看看我得模型，多謝！模型為2006文件。manifold:對鉸接空心板，我自己做過詳細(xì)的比較，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)力包括反力的橫向分布受橫向剛度的影響很大，內(nèi)力數(shù)值對橫梁的剛度以及邊界條件的變化十分敏感，在計(jì)算中很難找到確定性的建立模型的方法。所以最可靠的辦法就是用傳統(tǒng)的辦法計(jì)算其橫向系數(shù)，然后進(jìn)行單梁計(jì)算，空間梁格模型我還從來沒見過誰曾經(jīng)成功模擬過，所以就鉸接空心板來說，空間梁格模型是一種代價大而不可靠的方法。其根本原因，我認(rèn)為鉸接空心板的線鉸且只傳剪力的力學(xué)機(jī)理，屬于力法范疇，根本不是以位移法為基礎(chǔ)的目前狹義上的有限元法能解決的。當(dāng)然空間模型可能帶來的一個好處是下部，比如蓋梁計(jì)算的方便，能建立統(tǒng)一模型的話，會讓蓋梁設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)linquanzh:多謝老兄的提醒，下面將江安老師的回復(fù)附上，大家可以討論：在您的模型是空心板梁，中間是絞接，這樣模擬絞接是對的。但是，在安裝了