鬼佬大哥大
  • / 13
  • 下載費用:30 金幣  

一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510551574.2

申請日:

2015.09.01

公開號:

CN105046027A

公開日:

2015.11.11

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 17/50申請日:20150901|||公開
IPC分類號: G06F17/50 主分類號: G06F17/50
申請人: 鹽城工學院
發明人: 甘亞南; 石飛停
地址: 224051江蘇省鹽城市希望大道中路1號
優先權:
專利代理機構: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103 代理人: 范晴; 姜玲玲
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510551574.2

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.12.09|||2015.11.11

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法,以最小勢能原理為基礎建立了多肋式T形梁橋的控制微分方程和自然邊界條件,綜合考慮多肋式梁橋剪力滯后效應、剪滯翹曲應力自平衡條件以及鐵木辛柯剪切變形等因素的影響,對該類結構進行精細化的力學分析,進而通過合理斷面尺寸的選擇,使多肋式梁橋處于良好的力學狀態。本方法力學分析更加準確,因而有利于避免梁體開裂、剛度降低等不良病害,提高了多肋式梁橋的安全性能。本發明力學概念清晰、計算簡單,使多肋式梁橋處于良好的運營狀態,因而具有很好的應用價值。

權利要求書

1.一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法,其特征在于,包括以下
步驟:
步驟1):對于多肋T形截面梁,其結構的跨度為L,對稱彎曲狀態下U1(z),U2(z),...,Un(z)
分別為剪力滯后效應引起的多肋T形梁翼板第一至第n部分的縱向位移差函數,且w(z)為截
面豎向撓度,θ(z)為豎向轉角,那么多肋T形梁翼板縱向位移u1(z),u2(z),...,un(z)為剪力滯后
效應引起多肋T形截面梁翼板的翹曲位移和服從平截面假設剛性截面均勻位移
Mo1U(z);...;MomUm(z);...;MonUn(z)之和,其中Mo1,Mo2,...,Mon為根據自力平衡條件求得的常
系數;
懸臂板縱向位移:
u1(z)=(Mo1-y1wx1)U1(z)+Mo2U2(z)+...+MonUn(z)(1)
式中:wx1(x)為多肋T形梁懸臂板的不均勻分布函數,wx1(x)=wx1(λ);
且: w x 1 ( λ ) = 1 - λ 2 b 1 2 , 0 λ b 1 2 b 2 + ... + b n | x | b 1 + 2 b 2 + ... + b n ; ]]>
上翼板第m部分縱向位移:
um(z)=(Mom-ymwxm(x))Um(z)+Mo1U1(z)+...+Mo(m-1)Um-1(z)+...+MonUn(z)(2)
式中:wxm(x)為多肋T形梁上翼板第m部分的不均勻分布函數,wxm(x)=wxm(λ);
且: w x m ( λ ) = 1 - λ 2 b m 2 , 0 λ b m b n + ... + 2 b m + 1 + b m | x | 2 b m - 1 + ... + 2 b 2 + b 1 ; ]]>
步驟2):由剪滯效應產生的正應力和剪應力分別為:
懸臂板的正應力和剪應力分別為:
σ1=E(Mo1-y1wx1)U′1(z)+EMo2U'2(z)+...+EMonU'n(z)(3)
τ 1 = - y 1 w x 1 x U 1 ( z ) - - - ( 4 ) ]]>
...
上翼板第m部分的正應力和剪應力分別為:
σm=E(Mom-ymwxm)U'm(z)+EMo1U′1(z)+...+EMo(m-1)U'm-1(z)+...+EMonU'n(z)(5)
τ m = - y m w x m x U m ( z ) - - - ( 6 ) ]]>
那么,懸臂板的總應力為:
σ z 1 = - Ey 1 θ + E ( M o 1 - y 1 w x 1 ) U 1 ( z ) + EM o 2 U 2 ( z ) + ... + EM o n U n ( z ) ; τ 1 = - y 1 w x 1 x U 1 ( z ) - - - ( 7 ) ]]>
...
上翼板第m部分的總應力為:
σzm=-Eymθ'+E(Mom-ymwxm)U'm(z)+EMo1U′1(z)+...+EMo(m-1)U'm-1(z)+...+EMonU'n(z);
τ m = - y m w x m x U m ( z ) - - - ( 8 ) ]]>
腹板的總應力為:
σzf=-Eyθ'+EWo1U′1(z)+EWo2U'2(z)+...+EWonU'n(z)(9)
式中,“′”表示對坐標z求偏導數。
Mo1,Mo2,...,Mon分別為懸臂板、上翼板滿足翹曲應力自力平衡條件求得的常系數;
( 1 ) - - - A E ( M o 1 - y 1 w x 1 ) U 1 ( z ) d A = 0 , ]]>可得: M o 1 = 4 b 1 t 1 h 1 3 A - - - ( 10 ) ]]>
...
( m ) A E ( M o m - y m w x m ) U m ( z ) d A = 0 , ]]>可得: M o m = 4 b m t m h m 3 A - - - ( 11 ) ]]>
步驟3):多肋T形梁的各項變形勢能為:
(1)懸臂板與上翼板的勢能
V 1 = 1 2 ( σ z 1 2 E + τ 1 2 G + σ z 2 2 E + τ 2 2 G + ... + σ z m 2 E + τ m 2 G + ... + σ z n 2 E + τ n 2 G ) d A d z - - - ( 12 ) ]]>
(2)腹板的勢能
V 2 = 1 2 σ z f 2 E d A d z - - - ( 13 ) ]]>
(3)鐵木辛柯剪切應變能
V 3 = 1 2 0 L k G A ( θ - w z ) 2 d z - - - ( 14 ) ]]>
(4)多肋T形截面梁的荷載勢能Vp為:
V p = - 0 l q y ( z ) w ( z ) d z - [ Q ( z ) w ( z ) ] | 0 l + [ M 11 ( z ) U 1 ( z ) + ... + M 1 n ( z ) U n ( z ) + M z A ( z ) θ ( z ) ] | 0 l - - - ( 15 ) ]]>
那么,該體系的總勢能為:
V=V1+V2+V3+Vp(16)
式中:M11(z),...,M1m(z)為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分剪滯效應產生的關
于x軸彎矩;MzA(z)為梁段端產生豎向轉角θ(z)時關于x軸彎矩;Q(z),qy(z)為梁段端豎
向剪力及多肋T形梁上豎向分布力;E,G為材料的楊氏彈性模量和剪切彈性模量;A1...Am
為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分截面積,且A=A1+...+An;k為截面形狀系數;
I1,...,Im為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分關于y軸慣性矩,且I=I1+...+Im+...+In;
步驟4):根據變分原理δV=0,推導出多肋T形梁的微分方程及自然邊
界條件。最后簡化邊界條件,且利用特定邊界條件優化出力學性能良好的多
肋式T形梁橋斷面形式;
上述式中:b1;b2;...;bm;...;bn分別為多肋式T形梁懸臂板,上翼板第2部分、第m
部分及第n部分肋間距之半;t1;t2;...;tm;...;tn分別為懸臂板、上翼板第2部分、第m部分
及第n部分的翼板厚度;tw1;tw2;...;twm;...;twn分別為多肋式T梁肋板厚度;y1;y2;...;ym;...;yn
為多肋式T梁中性軸關于懸臂板、上翼板第2部分、第m部分及第n部分的豎向坐標;
hi為多肋式T形梁中性軸距懸臂板(h1)、上翼板第2部分(h2)、第m部分(hm)及第n部分
(hn)翼板厚度橫向中線的距離;hw為多肋式T形梁中性軸距肋板下邊緣的距離;h為多肋
式T形梁的整體豎向高度;λ為便于計算而對懸臂板、上翼板第2部分、第m部分及第
n部分設置的局部坐標系坐標;x;y;z為以多肋T形梁形心0為原點的橫向、豎向
和縱向坐標。

說明書

一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法

技術領域

本發明涉及一種預應力混凝土或鋼筋混凝土多肋式梁橋幾何斷面的優
化,尤其是涉及一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法。

背景技術

在土木工程中,多肋式梁橋兼有T形梁橋和箱形梁橋的力學特性,又由
于其在制造、結構性能和外觀上的許多優點,因而常用于中等跨徑的預應力
混凝土或鋼筋混凝土橋梁中。在對多肋式T形梁的靜力學分析中,國內外學
者進行過不懈的分析研究,但既有文獻均未同時考慮剪力滯后效應、剪滯翹
曲應力自平衡條件和鐵木辛柯剪切變形等因素的影響,使得其靜力學分析具
有一定的局限性,當然這將直接影響該類結構斷面尺寸的準確設計,因而現
行多肋式橋梁很多發生了翼板和腹板開裂,整體剛度降低和過度下撓等病
害,這些都將嚴重威脅該類結構的安全。同時,隨著設計理論與計算技術的
不斷發展,又由于多肋式T形梁的廣泛應用,那么通過其準確的力學分析,
優化多肋式梁橋設計,使該類橋梁力學性能趨于優化,斷面形式更加合理已
成為橋梁工作者的科研任務。

我國橋梁規范規定,橋梁結構的設計使用年限為100年,因而準確分析
該類結構力學特性,優化多肋式T梁斷面設計,使該類橋梁在生命周期內處
于良好的力學狀態,尤為重要。

發明內容

本發明目的是:提供一種不僅設計方法簡單,力學分析準確,斷面形式
合理,力學狀態良好,而且提高橋梁結構安全性及耐久性的多肋式T形梁橋
斷面的優化設計方法。

本發明的技術方案是:一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法,包括
以下步驟:

步驟1):對于多肋T形截面梁,其結構的跨度為L,對稱彎曲狀態下U1(z),U2(z),...,Un(z)
分別為剪力滯后效應引起的多肋T形梁翼板第一至第n部分的縱向位移差函數,且w(z)為截
面豎向撓度,θ(z)為豎向轉角,那么多肋T形梁翼板縱向位移u1(z),u2(z),...,un(z)為剪力滯后
效應引起多肋T形截面梁翼板的翹曲位移和服從平截面假設剛性截面均勻位移
Mo1U(z);...;MomUm(z);...;MonUn(z)之和,其中Mo1,Mo2,...,Mon為根據自力平衡條件求得的常
系數;

懸臂板縱向位移:

u1(z)=(Mo1-y1wx1)U1(z)+Mo2U2(z)+...+MonUn(z)(1)

式中:wx1(x)為多肋T形梁懸臂板的不均勻分布函數,wx1(x)=wx1(λ);

且: w x 1 ( λ ) = 1 - λ 2 b 1 2 , 0 λ b 1 2 b 2 + ... + b n | x | b 1 + 2 b 2 + ... + b n ; ]]>

上翼板第m部分縱向位移:

um(z)=(Mom-ymwxm(x))Um(z)+Mo1U1(z)+...+Mo(m-1)Um-1(z)+...+MonUn(z)(2)

式中:wxm(x)為多肋T形梁上翼板第m部分的不均勻分布函數,wxm(x)=wxm(λ);

且: w x m ( λ ) = 1 - λ 2 b m 2 , 0 λ b m b n + ... + 2 b m + 1 + b m | x | 2 b m - 1 + ... + 2 b 2 + b 1 ; ]]>

步驟2):由剪滯效應產生的正應力和剪應力分別為:

懸臂板的正應力和剪應力分別為:

σ1=E(Mo1-y1wx1)U1'(z)+EMo2U'2(z)+...+EMonU'n(z)(3)

τ 1 = - y 1 w x 1 x U 1 ( z ) - - - ( 4 ) ]]>

...

上翼板第m部分的正應力和剪應力分別為:

σm=E(Mom-ymwxm)U'm(z)+EMo1U1'(z)+...+EMo(m-1)U'm-1(z)+...+EMonU'n(z)(5)

τ m = - y m w x m x U m ( z ) - - - ( 6 ) ]]>

那么,懸臂板的總應力為:

σ z 1 = - Ey 1 θ + E ( M o 1 - y 1 w x 1 ) U 1 ( z ) + EM o 2 U 2 ( z ) + ... + EM o n U n ( z ) ; τ 1 = - y 1 w x 1 x U 1 ( z ) - - - ( 7 ) ]]>

...

上翼板第m部分的總應力為:

σzm=-Eymθ'+E(Mom-ymwxm)U'm(z)+EMo1U1'(z)+...+EMo(m-1)U'm-1(z)+...+EMonU'n(z);

τ m = - y m w x m x U m ( z ) - - - ( 8 ) ]]>

腹板的總應力為:

σzf=-Eyθ'+EWo1U1'(z)+EWo2U'2(z)+...+EWonU'n(z)(9)

式中,“′”表示對坐標z求偏導數。

Mo1,Mo2,...,Mon分別為懸臂板、上翼板滿足翹曲應力自力平衡條件求得的常系數;

(1) A E ( M o 1 - y 1 w x 1 ) U 1 ( z ) d A = 0 , ]]>可得: M o 1 = 4 b 1 t 1 h 1 3 A - - - ( 10 ) ]]>

...

(m) A E ( M o m - y m w x m ) U m ( z ) d A = 0 , ]]>可得: M o m = 4 b m t m h m 3 A - - - ( 11 ) ]]>

步驟3):多肋T形梁的各項變形勢能為:

(1)懸臂板與上翼板的勢能

V 1 = 1 2 ( σ z 1 2 E + τ 1 2 G + σ z 2 2 E + τ 2 2 G + ... + σ z m 2 E + τ m 2 G + ... + σ z n 2 E + τ n 2 G ) d A d z - - - ( 12 ) ]]>

(2)腹板的勢能

V 2 = 1 2 σ z f 2 E d A d z - - - ( 13 ) ]]>

(3)鐵木辛柯剪切應變能

V 3 = 1 2 0 L k G A ( θ - w z ) 2 d z - - - ( 14 ) ]]>

(4)多肋T形截面梁的荷載勢能Vp為:

V p = - 0 l q y ( z ) w ( z ) d z - [ Q ( z ) w ( z ) ] | 0 l + [ M 11 ( z ) U 1 ( z ) + ... + M 1 n ( z ) U n ( z ) + M z A ( z ) θ ( z ) ] | 0 l - - - ( 15 ) ]]>

那么,該體系的總勢能為:

V=V1+V2+V3+Vp(16)

式中:M11(z),...,M1m(z)為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分剪滯效應產生的關
于x軸彎矩;MzA(z)為梁段端產生豎向轉角θ(z)時關于x軸彎矩;Q(z),qy(z)為梁段端豎
向剪力及多肋T形梁上豎向分布力;E,G為材料的楊氏彈性模量和剪切彈性模量;A1...Am
為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分截面積,且A=A1+...+An;k為截面形狀系數;
I1,...,Im為多肋T形梁懸臂板和上翼板第m部分關于y軸慣性矩,且I=I1+...+Im+...+In;

步驟4):根據變分原理δV=0,推導出多肋T形梁的微分方程及自然邊
界條件。最后簡化邊界條件,且利用特定邊界條件優化出力學性能良好的多
肋式T形梁橋斷面形式;

上述式中:b1;b2;...;bm;...;bn分別為多肋式T形梁懸臂板,上翼板第2部分、第m
部分及第n部分肋間距之半;t1;t2;...;tm;...;tn分別為懸臂板、上翼板第2部分、第m部分
及第n部分的翼板厚度;tw1;tw2;...;twm;...;twn分別為多肋式T梁肋板厚度;y1;y2;...;ym;...;yn
為多肋式T梁中性軸關于懸臂板、上翼板第2部分、第m部分及第n部分的豎向坐標;
hi為多肋式T形梁中性軸距懸臂板(h1)、上翼板第2部分(h2)、第m部分(hm)及第n部分
(hn)翼板厚度橫向中線的距離;hw為多肋式T形梁中性軸距肋板下邊緣的距離;h為多肋
式T形梁的整體豎向高度;λ為便于計算而對懸臂板、上翼板第2部分、第m部分及第
n部分設置的局部坐標系坐標;x;y;z為以多肋T形梁形心0為原點的橫向、豎向
和縱向坐標。

本發明的優點是:

1.本發明以最小勢能原理為基礎建立了多肋式T形梁橋的控制微分方
程和自然邊界條件,綜合考慮多肋式T形梁橋剪力滯后效應、剪滯翹曲應力
自平衡條件以及鐵木辛柯剪切變形等因素的影響,對該類結構進行精細化的
力學分析,進而通過合理的斷面尺寸選擇,使多肋式梁橋處于良好的力學狀
態。由于其力學分析更加準確,因而有利于避免梁體開裂、剛度降低等不良
病害,提高了多肋式T形梁橋的安全性能;

2.本發明方法力學概念清晰、計算簡單,且可使多肋式梁橋的運營狀
態良好,因而具有很好的應用價值;

3.本發明設置了多個不同的剪滯縱向位移差函數以準確反映多肋T形
梁不同寬度翼板的剪滯變化幅度。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:

圖1為本發明多肋T形梁截面的結構示意圖;

圖2為本發明實施例1的多肋T形梁截面(n=3)結構示意圖;

圖3為本發明簡支多肋T形梁翼板正應力比較圖(其中z=L/2,L=20m);

圖4為本發明簡支多肋T形梁正應力比較圖(其中z=L/2,L=17m,b3=2.75m,tw=0.3m)。

圖5為本發明簡支多肋T形梁翼板正應力比較圖;

圖6為本發明簡支多肋T形翼板剪滯系數比較圖(集中荷載);

圖7為本發明簡支多肋T形梁撓度值比較圖。

具體實施方式

實施例1:

對于多肋T形梁,其材料參數和幾何參數為E=3.5×104MPa;G=1.5×104MPa,原設
計翼板長度為b1=1.75m;b2=2.25m;b3=3.75m;t1=t2=t3=0.3m,肋板厚度為tw=0.25m,梁
高為h=1.5m。靜力學分析中集中力Pk1(z)=147000N,均布力qk2(z)=14700N/m。

多肋式T形梁的應力和位移變化計算方法如下:

(1)參照圖2所示,當n=3時,根據變分原理多肋T形梁的微分方程和自然邊界條件為:

微分方程:

EIθ”+EIs1U1”+EIs2U'2'+EIs3U3”-kGA(θ-w')=0(17)

EIs1θ”+EIt1U1”-Gkx1U1+EIa1U'2'+EIa2U'3'=0(18)

EIs2θ”+EIa1U1”+EIt2U'2'-Gkx2U2+EIa3U3”=0(19)

EIs3θ”+EIa2U1”+EIa3U'2'+EIt3U3”-Gkx3U3=0(20)

kGA(θ'-w”)-qy=0(21)

邊界條件:

[ EIθ + EI s 1 U 1 + EI s 2 U 2 + EI s 3 U 3 + M z A ) ] δ θ | 0 l = 0 - - - ( 22 ) ]]>

[ EI s 1 θ + EI t 1 U 1 + EI a 1 U 2 + EI a 2 U 3 + M 11 ) ] δU 1 | 0 l = 0 - - - ( 23 ) ]]>

[ EI s 2 θ + EI a 1 U 1 + EI t 2 U 2 + EI a 3 U 3 + M 12 ) ] δU 2 | 0 l = 0 - - - ( 24 ) ]]>

[ EI s 3 θ + EI a 2 U 1 + EI a 3 U 2 + EI t 3 U 3 + M 13 ) ] δU 3 | 0 l = 0 - - - ( 25 ) ]]>

[ - k G A ( θ - w ) - Q ] δ w | 0 l = 0 - - - ( 26 ) ]]>

式中:

I = A 1 h 1 2 + A 2 h 2 2 + A 3 h 3 2 ; I s 1 = 4 3 t 1 b 1 h 1 2 ; I s 2 = 8 3 t 2 b 2 h 2 2 ; I s 3 = 4 3 t 3 b 3 h 3 2 ; k x 1 = 8 h 1 2 t 1 3 b 1 ; k x 2 = 8 h 2 2 t 2 3 b 2 ; ]]>

I t 1 = M s o 1 2 A - 8 h 1 t 1 b 1 3 M s o 1 + 16 b 1 t 1 h 1 2 15 ; I t 2 = M s o 2 2 A - 16 h 2 t 2 b 2 3 M s o 2 + 32 b 2 t 2 h 2 2 15 ; k x 3 = 8 h 3 2 t 3 3 b 3 ; ]]>

I t 3 = M s o 3 2 A - 8 h 3 t 3 b 3 3 M s o 3 + 16 b 3 t 3 h 3 2 15 ; I a 1 = M s o 1 M s o 2 A - 4 3 M s o 2 h 1 t 1 b 1 - 8 3 M s o 1 h 2 t 2 b 2 ; ]]>

I a 2 = M s o 1 M s o 3 A - 4 3 M s o 3 h 1 t 1 b 1 - 4 3 M s o 1 h 3 t 3 b 3 ; I a 3 = M s o 2 M s o 3 A - 4 3 M s o 2 h 3 t 3 b 3 - 8 3 M s o 3 h 2 t 2 b 2 . ]]>

最后求得方程為:

w ( z ) = c 1 chη 1 z + c 2 shη 1 z + c 3 chη 2 z + c 4 shη 2 z + c 5 chη 3 z + c 6 shη 3 z + c 7 z 3 + c 8 z 2 + c 7 z + c 9 + q y 24 E I z 4 - - - ( 27 ) ]]>

θ ( z ) = c 1 η 1 shη 1 z + c 1 η 1 chη 1 z + c 3 η 2 shη 2 z + c 4 η 2 chη 2 z + c 5 η 3 shη 3 z + c 6 η 3 chη 3 z + c 7 ( 3 z 2 + 6 E I k G A ) + 2 c 8 z + c 9 + q y k G A z + q y 6 E I z 3 - - - ( 28 ) ]]>

U 1 ( z ) = c 1 D 1 shη 1 z + c 2 D 1 chη 2 z + c 3 D 2 shη 2 z + c 4 D 2 chη 2 z + c 5 D 3 shη 2 z + c 6 D 3 chη 2 z - 6 m 2 m 6 c 5 - m 2 m 6 m 1 q y z - - - ( 29 ) ]]>

U 2 ( z ) = c 1 E 1 shη 1 z + c 2 E 1 chη 2 z + c 3 E 2 shη 2 z + c 4 E 2 chη 2 z + c 5 E 3 shη 3 z + c 6 E 3 chη 3 z - 6 m 3 m 10 c 5 - m 3 m 10 m 1 q y z - - - ( 30 ) ]]>


其中:

m1=EI;m2=EIs1;m3=EIs2;m4=EIs3;m5=EIt1;m6=-Gkx1;m7=EIa1;m8=EIa2;m9=EIt2;

m10=-Gkx2;m11=EIa3;m12=EIt3;m13=-Gkx3。

(2)多肋式梁橋肋間距的選擇

當橋面寬度確定后,首先要對肋間距進行確定,如根據實際情況(人行道寬度等)確定b1的
寬度,經優化設計,肋間距應平均分配,否則多肋式T梁肋間將會出現應力不均勻分配,如
圖3,此時t1=t2=t3=0.3m;b1=1.75m;b2=2.25m;b3=3.75m,優化后其肋間距應為
b1=1.75m;b2=b3=2.75m。

(3)梁高及翼板厚度的優化

與傳統理論相比較,考慮剪滯應力自平衡條件后,翼板正應力明顯增大,
如表1所示:

經優化設計可知,現有多肋式橋梁要想達到原設計應力水平,其翼板厚度
應增加至0.35m,或梁高增加至1.65m。此時,多肋式T梁滿足設計要求,其
耐久性將大幅增強。

表1:多肋式梁橋幾何尺寸優化前后對比表



b1寬度(m)
b2寬度(m)
b3寬度(m)
h高度(m)
翼板厚度(m)
優化前
1.75
2.25
3.75
1.5
0.3
優化后
1.75
2.75
2.75
1.5
0.35
優化后
1.75
2.75
2.75
1.65
0.3

其中圖3、圖4說明:

1)多肋T形梁橋的靜力學特性分析中,翹曲應力自平衡條件的引入極大
改善了翼板正應力的計算精度。與集中荷載相比較,均布荷載下翹曲應力自平
衡條件對翼板正應力的影響較小,且更為均勻,而集中荷載下其對翼板正應力
的影響則由一肋板到與之相鄰肋板中間位置逐漸減小;

2)翹曲應力自平衡條件對翼板正應力的貢獻受跨寬比的影響,跨寬比小
自力平衡條件影響大,跨寬比大自力平衡條件影響小;

3)多肋T形梁剪滯效應的大小同樣受跨寬比的影響,且其趨勢與自力平
衡條件的影響相同。

若多肋T形梁橋相鄰肋間寬度減小,其應力集中現象趨緩,且該現象應
引起結構設計者的關注,因為合理的肋間寬度有助于減小翼板應力集中。同時,
圖3、圖4再一次說明剪滯翹曲應力自平衡條件引入的必要性。

其中圖5、圖6說明:

多肋T形梁翼板、肋板厚度減少和梁高降低,其翼板正應力和剪滯系數
均有一定變化。特別是梁高降低,翼板應力有很大增加;而肋板厚度減小,多
肋T形梁翼板應力亦有一定增加,但幅度較小,且兩種情況下肋板附近翼板
剪滯系數偏大。在結構設計中,減小翼板厚度翼板應力雖稍有增加,但其肋板
附近翼板剪滯系數確有較大減小。因而綜合考慮多方面因素,適當減小多肋T
形梁翼板厚度值得結構設計者斟酌。

注:

其中圖7說明:

盡管翹曲應力自平衡條件對多肋T形梁豎向位移貢獻很小,但自力平衡
條件的引入極大改善了翼板正應力的計算精度,而鐵木辛柯剪切變形和剪滯效
應的引入在一定程度上改善了多肋T形梁豎向位移的計算精度,本文算例中
兩者貢獻之和約占7%。

以上進一步說明了剪滯翹曲應力自平衡條件和鐵木辛柯剪切變形的引入
完善了多肋T形梁橋的靜力學特性分析,提高了該類結構翼板正應力和豎向
位移的計算精度,為多肋T形梁橋的設計和施工提供了更加可靠的理論依據,
因而本發明方法具有一定的理論和工程實際意義。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效,而非用于限制本發明。
任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下,對上述實施例進
行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所
揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應由本發明的權利
要求所涵蓋。

關 鍵 詞:
一種 多肋式 形梁橋 斷面 優化 設計 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種多肋式T形梁橋斷面的優化設計方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6401576.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大