連續(xù)梁設(shè)計(jì)驗(yàn)算專(zhuān)題

技術(shù)中心：鄭偉

連

續(xù)

梁

設(shè)

計(jì)

驗(yàn)

算

專(zhuān)

題北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司目

錄1234工建程模案重例點(diǎn)規(guī)

范

驗(yàn)

算

條

文CDN

驗(yàn)

算

設(shè)

置Ⅰ.

工

程

案

例Ⅰ.

工

程

案

例基本信息Ⅰ.

工

程

案

例基本信息Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)簡(jiǎn)

化

的

力

學(xué)

模

型力學(xué)模型將結(jié)構(gòu)劃分有限元思路：離散成節(jié)點(diǎn)單元分析結(jié)果

內(nèi)力

應(yīng)力

變形

反力邊

界荷

載外部邊界、內(nèi)部邊界自重、二期預(yù)應(yīng)力荷載

收縮徐變

溫度荷載支座沉降移動(dòng)荷載設(shè)計(jì)結(jié)果承載能力正常使用彈性階段建模流程PSC

RC施工成橋求解

Civil

建

模

流

程

后處理剛

度驗(yàn)

算Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)

前處理

材料、截面、節(jié)點(diǎn)單元截

面

注

意

事

項(xiàng)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)橋面帶橫坡橋面無(wú)橫坡橋面帶橫坡橋面無(wú)橫坡說(shuō)明：

橋面橫坡對(duì)截面特性影響較小，一般可按橋面無(wú)

橫坡進(jìn)行建模分析

PSC橋梁建模助手不適用于帶橫坡截面

橋梁帶橫坡截面溫度梯度需按PSC截面溫度施加截

面

注

意

事

項(xiàng)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)

中橫梁模擬說(shuō)明：在端橫梁和中橫梁處，建議不要用實(shí)心截面進(jìn)行模擬，用旁邊的空心截面進(jìn)行模擬，實(shí)心部分用等效荷載的方式代替；若用實(shí)心截面代替，則此處截面中性軸和剛度有較大的突變。端橫梁模擬

規(guī)范原文

規(guī)范條文說(shuō)明截

面

注

意

事

項(xiàng)生

成

節(jié)

點(diǎn)

單

元Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)快速建模技巧：對(duì)于彎橋、梁格模型，可在CAD中繪制中心線(xiàn)，導(dǎo)入Civil實(shí)現(xiàn)快速建模。CAD

導(dǎo)

入

生

成

節(jié)

點(diǎn)

單

元繪制單位用mm，導(dǎo)入注意單位；

建立圖層，按不同線(xiàn)段進(jìn)行區(qū)分；將線(xiàn)段左端移到CAD坐標(biāo)原點(diǎn)；另存為DXF文件-04版本；對(duì)于曲線(xiàn)橋，需以直代曲。注意事項(xiàng)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)一般支承不能與剛性連接直接相連支反力分布異常節(jié)點(diǎn)彈性支承

+

彈性連接-剛性Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)

三種常見(jiàn)的邊界條件

-

正確模擬一般支承

+

彈性連接-一般

+

剛性連接一般支承

+

彈性連接-剛性支

座

的

模

擬

方

式

兩種常見(jiàn)的邊界條件

–

錯(cuò)誤模擬Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)支

座

的

模

擬

方

式典型連續(xù)梁橋-支座布置原則

保證梁體不能發(fā)生剛體位移

允許梁體沿橫橋向、縱橋向自由變形單向可動(dòng)支座

固定

支座雙向可動(dòng)支座單向可動(dòng)支座雙向可動(dòng)支座單向可動(dòng)支座雙向可動(dòng)支座單向可動(dòng)支座檢查邊界條件的技巧：

可以查看僅自重作用下的結(jié)構(gòu)彎矩和位移，

來(lái)判斷邊界條件是否模擬正確靜力荷載工況荷載類(lèi)型數(shù)值荷載組分類(lèi)自重施工階段荷載Z=-1.04自重施工荷載端橫梁施工階段荷載-102kN/m自重橋面鋪裝施工階段荷載-20kN/m二期防撞欄桿施工階段荷載-10kN/m、偏心5.75m二期預(yù)應(yīng)力施工階段荷載1395Mpa預(yù)應(yīng)力整體升溫溫度荷載20°C默認(rèn)值使用荷載整體降溫溫度荷載-20°C默認(rèn)值梯度升溫溫度梯度T1=14°C/T2=5.5°C默認(rèn)值梯度降溫溫度梯度T1=-7°C/T2=-2.75°C默認(rèn)值支座沉降--10mm-收縮徐變-3650d-定

義

荷

載Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)生

成

鋼

束

形

狀數(shù)據(jù)對(duì)稱(chēng)輸入鋼束形狀控制點(diǎn)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)定

義

移

動(dòng)

荷

載僅考慮偏載即可

將所有支座的下節(jié)點(diǎn)編成

結(jié)構(gòu)組，在施工階段激活Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)移

動(dòng)

荷

載

的

注

意

事

項(xiàng)Ⅱ.

建

模

重

點(diǎn)

選擇子工況組合時(shí)，將汽車(chē)與人群荷載進(jìn)行疊加合并為一個(gè)移動(dòng)荷載

工況，是不合理的，因?yàn)槿巳簳?huì)和車(chē)輛同時(shí)乘以多車(chē)道折減系數(shù)；同

時(shí)按規(guī)范進(jìn)行荷載組合時(shí)，汽車(chē)荷載與人群荷載組合系數(shù)是不同的。Ⅲ.

規(guī)

范

驗(yàn)

算

解

讀Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀設(shè)計(jì)狀況

&

極限狀態(tài)（構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的喪失穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)傾覆、疲勞破壞）

（影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件正常使用的開(kāi)裂、變形）持久狀況對(duì)應(yīng)橋梁使用階段；短暫狀況對(duì)應(yīng)橋梁施工和維修階段；偶然狀況對(duì)應(yīng)橋梁可能遇到的撞擊，如車(chē)(船)撞橋作用；地震狀況屬于特殊的偶然狀況。安全、耐久是最基本的需求按照《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)注》GB

50153規(guī)定：承載能力極限狀態(tài)，體現(xiàn)橋涵的安全性正常使用極限狀態(tài)，體現(xiàn)橋涵的使用性和耐久性基本組合：1.2×恒載

+

1.4×(1+沖擊系數(shù)u)×車(chē)道荷載

+

1.05×可變荷載

承載能力極限狀態(tài)，采用基本組合承

載

能

力

極

限

狀

態(tài)Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀

1.1

1.0

0.9

恒載對(duì)結(jié)構(gòu)的承載有利時(shí)：

抗傾覆驗(yàn)算

抗隆起驗(yàn)算

鋼束效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利取

1.0

收縮徐變：基本組合的荷載分項(xiàng)系數(shù)取

1.0

支座沉降：基本組合的荷載分項(xiàng)系數(shù)取

0.5承

載

能

力

極

限

狀

態(tài)Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀承

載

能

力

極

限

狀

態(tài)

Q1

：什么是一次、二次？

A1

：一次為主效應(yīng)

二次為次效應(yīng)（次內(nèi)力）

Q2

：基本組合為什么只有收

縮徐變二次，卻沒(méi)有一次？

A2

：一次為自由伸縮，只產(chǎn)

生變形，不產(chǎn)生內(nèi)力

Q3

：為什么基本組合不考慮鋼束一次？Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀承載能力極限狀態(tài)

（基本組合）梁構(gòu)件柱構(gòu)件正截面抗彎承載能力斜截面抗剪承載能力

扭承載能力抗傾覆性能正截面抗壓承載能力正截面抗拉承載能力承

載

能

力

極

限

狀

態(tài)Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀

避免超筋破壞

保證????′能達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)值正截面抗彎承載能力

超筋破壞（脆性破壞）

受拉鋼筋還未屈服，而受壓區(qū)邊

緣混凝土就先開(kāi)裂

少筋破壞（脆性破壞）

一旦梁開(kāi)裂，受拉鋼筋立即屈服

適筋破壞（延性破壞）受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)邊緣混凝土逐漸開(kāi)裂????Τ???

≥

????????見(jiàn)條文9.1.12Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀斜截面抗剪承載能力

避免斜壓破壞

避免斜拉破壞

取斜截面投影長(zhǎng)度內(nèi)的最不利截面Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀斜截面抗剪承載能力Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀Q

：其他可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)？A

：參考偶然工況的公式說(shuō)明正

常

使

用

極

限

狀

態(tài)Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀正

常

使

用

極

限

狀

態(tài)

Q1

：車(chē)道荷載頻遇系數(shù)為

0.7

？

A1

：程序在計(jì)算移動(dòng)荷載時(shí)，

默認(rèn)考慮了沖擊系數(shù)，因此

0.5818=0.7/

（

1+u

）

可以通過(guò)移動(dòng)荷載的頻遇系數(shù)來(lái)

反算結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)

u=0.7/0.5818-1=0.203

Q2

：程序怎么判別車(chē)道荷載與

人群荷載？Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀正

常

使

用

極

限

狀

態(tài)

Q1

：驗(yàn)證反算沖擊系數(shù)

A1

：

0.3325=0.4/

（

1+u

）

可以通過(guò)移動(dòng)荷載的準(zhǔn)永久系數(shù)

來(lái)反算結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)

u=0.4/0.3325-1=0.203

Q2

：準(zhǔn)永久組合中的間接作用

如何考慮？

A2

：程序自動(dòng)不計(jì)入Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀正常使用極限狀態(tài)

（頻遇組合）

（準(zhǔn)永久組合）正截面抗裂

斜截面抗裂抗裂裂縫寬度

撓度正

截

面

抗

裂

驗(yàn)

算Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀

頻遇組合

頻遇組合

（短期效應(yīng)）

準(zhǔn)永久組合（長(zhǎng)期效應(yīng)）不包括支座沉降、溫度、收縮徐變A類(lèi)構(gòu)件1）頻遇組合下允許出現(xiàn)拉應(yīng)力2）準(zhǔn)永久組合下全截面受壓B類(lèi)構(gòu)件1）頻遇組合下允許開(kāi)裂，但裂縫寬度不允許超過(guò)限制（0.2mm）2）自重下全截面受壓RC構(gòu)件裂縫寬度不允許超過(guò)限制（0.2mm）正

截

面

抗

裂

驗(yàn)

算

全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件

頻遇組合下全截面受壓Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀參考第四強(qiáng)度理論混凝土法向應(yīng)力混凝土豎向壓應(yīng)力豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力剪力

+

預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力斜

截

面

抗

裂

驗(yàn)

算Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀裂

縫

寬

度

驗(yàn)

算B

類(lèi)

RC頻遇組合Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀撓

度

及

預(yù)

拱

度

計(jì)

算Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算斜截面混凝土主壓應(yīng)力受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力持久狀況短暫狀況受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力混凝土頂?shù)装宓姆ㄏ驊?yīng)力

&

配筋率彈

性

階

段

的

應(yīng)

力

計(jì)

算

正截面混凝土法向壓應(yīng)力Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀

Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀正截面混凝土法向壓應(yīng)力彈

性

階

段

的

應(yīng)

力

計(jì)

算

斜截面混凝土主壓應(yīng)力受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力彈

性

階

段

的

應(yīng)

力

計(jì)

算Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀混凝土頂?shù)装宓姆ㄏ驊?yīng)力

&

配筋率Q

：勾選

E

列是什么含義？A

：對(duì)該工況下不進(jìn)行使用階段驗(yàn)算，只進(jìn)行彈性階段的驗(yàn)算彈

性

階

段

的

應(yīng)

力

計(jì)

算Ⅲ.

規(guī)范驗(yàn)算解讀Ⅵ.

CDN

驗(yàn)

算

設(shè)

置Ⅳ.

CDN驗(yàn)算設(shè)置Civil跨度自動(dòng)讀取荷載組合必須在CDN中生成12346預(yù)應(yīng)力構(gòu)件選PSC5CDN

驗(yàn)

算

設(shè)

置CDN

驗(yàn)

算

設(shè)

置

考慮規(guī)范4.5.2耐久性要求支持按規(guī)范5.2.9，人為控制彎起鋼筋對(duì)有效高度計(jì)算的影響按規(guī)范7.2.3調(diào)整施工階段混凝土強(qiáng)度增加4.1.8抗傾覆驗(yàn)算Ⅳ.

CDN驗(yàn)算設(shè)置

指定環(huán)境類(lèi)別、設(shè)計(jì)安全等級(jí)等各項(xiàng)參數(shù)：預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋考慮Tips:

盡量大于底板厚度，且不超過(guò)中性軸高度Ⅳ.

CDN驗(yàn)算設(shè)置調(diào)

筋

調(diào)

束

小

技

巧調(diào)束基本流程：

首先查看抗彎承載能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大預(yù)應(yīng)力的束數(shù)；抗剪主要通過(guò)箍筋與截面來(lái)控制；

重點(diǎn)查看正截面的應(yīng)力，如果A位置頂緣拉應(yīng)力超標(biāo)，可以考慮鋼束位置上移，或者增加頂層腹板束數(shù)；如

果是A位置的底緣拉應(yīng)力超標(biāo)，主要是腹板張拉力過(guò)大，可以減小束數(shù)或者鋼束位置下移；

再看主拉應(yīng)力驗(yàn)算，有時(shí)B點(diǎn)位置的主拉應(yīng)力超標(biāo)，主要是B點(diǎn)剪應(yīng)力過(guò)大造成，可以把腹板束變化段拉的

平緩一些；主拉應(yīng)力過(guò)大，關(guān)鍵是需要把剪應(yīng)力減小下來(lái)；

對(duì)于鋼束的永久應(yīng)力過(guò)大，主要可以通過(guò)降低鋼束的張