橋梁博士簡(jiǎn)介(二).ppt

1、三、直線橋設(shè)計(jì)計(jì)算輸入,1.直線橋原始數(shù)據(jù)約定 1) 單元的位置 單元的位置由單元左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)唯一確定。 單元左右節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為結(jié)構(gòu)在總體坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)。 所有矢量方向都從屬于結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系（與單元局部坐標(biāo)系無關(guān)）。 2) 鋼束的位置 由鋼束在自身局部坐標(biāo)系內(nèi)幾何曲線的描述和鋼束局部坐標(biāo)系向結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系的映射合成。 映射的方法是輸入鋼束局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在總體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)及坐標(biāo)軸的夾角。,2.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 結(jié)構(gòu)離散： 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前，首先要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)方案和施工方案，劃分單元并對(duì)單元和節(jié)點(diǎn)編號(hào)，對(duì)于單元的劃分一般遵從以下原則： 對(duì)于所關(guān)心截面設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號(hào) 構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及變截

2、面的起點(diǎn)和終點(diǎn)編制節(jié)點(diǎn)號(hào)； 不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處編制節(jié)點(diǎn)號(hào)； 施工分界線設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號(hào)； 當(dāng)施工分界線的兩側(cè)位移不同時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)，利用主從約束關(guān)系考慮該節(jié)點(diǎn)處的連接方式； 邊界或支承處應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)； 不同號(hào)單元的同號(hào)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以不同，節(jié)點(diǎn)不重合系統(tǒng)形成剛臂；,對(duì)橋面單元的劃分不宜太長(zhǎng)或太短，應(yīng)根據(jù)施工荷載的 設(shè)定并考慮活載的計(jì)算精度統(tǒng)籌兼顧。因?yàn)榛钶d的計(jì)算是根 據(jù)橋面單元的劃分，記錄橋面節(jié)點(diǎn)處位移影響線，進(jìn)而得到 各單元的內(nèi)力影響線經(jīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃加載計(jì)算其最值效應(yīng)。對(duì)于 索單元一根索應(yīng)只設(shè)置一個(gè)單元。 2）施工分析 劃分施工階段，確定施工周期； 各施工階段的具

3、體操作：包括安裝的單元號(hào)、張拉的鋼束 號(hào)、添加的外力荷載、本階段的內(nèi)部、外部約束條件、掛籃的 操作步驟、拉索單元的索力調(diào)整等等。 用戶務(wù)必要認(rèn)識(shí)到，橋梁結(jié)構(gòu)不同的施工方法將導(dǎo)致結(jié)構(gòu) 的最終成橋內(nèi)力不同。施工階段的劃分，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大 的影響。 3）荷載分析 施工荷載分析： 運(yùn)營(yíng)荷載分析：,3.項(xiàng)目的建立 1）單擊菜單“文件/新建項(xiàng)目組或打開項(xiàng)目組” ；,2）單擊菜單“項(xiàng)目/創(chuàng)建項(xiàng)目” ，或者在項(xiàng)目組管理窗口，通過右鍵來點(diǎn)擊“創(chuàng)建項(xiàng)目”,彈出“創(chuàng)建項(xiàng)目”窗口，如下圖所示。,3）輸入項(xiàng)目名稱、通過點(diǎn)擊“瀏覽”來選擇存儲(chǔ)路徑，在下拉條中選擇項(xiàng)目類型。 創(chuàng)建項(xiàng)目后，程序出現(xiàn)了如下圖 所示的界面。現(xiàn)

4、在用戶就可以根據(jù)事先的準(zhǔn)備，輸入數(shù)據(jù)了。,4.輸入總體信息 單擊菜單“數(shù)據(jù)/輸入項(xiàng)目總體信息”后，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入總體信息輸入界面，如下圖所示。,1)計(jì)算類別： 計(jì)算內(nèi)力、位移：掌握結(jié)構(gòu)的基本受力狀態(tài)； 估算配筋面積：得到大致的配筋信息，初步掌握結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)； 全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算：對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核、修正； 優(yōu)化計(jì)算拉索面積：對(duì)斜拉橋的拉索面積、張拉索力進(jìn)行優(yōu)化。 如果是初步設(shè)計(jì)階段則選擇估算配筋面積，此時(shí)應(yīng)在結(jié)構(gòu)配筋估算信息對(duì)話框中指定預(yù)配置的鋼筋或鋼束類型等，以便估算的鋼筋面積更接近真值。,2)橋梁環(huán)境：選擇橋梁所處的地理環(huán)境。 濕度：程序在計(jì)算混凝土構(gòu)件收縮徐變時(shí)使用，對(duì)85規(guī)范可從列表框

5、中選擇相應(yīng)環(huán)境。也可輸入相對(duì)濕度。對(duì)公橋規(guī)2004，用戶需要參考公橋規(guī)2004附錄F填寫該信息。 環(huán)境有強(qiáng)烈腐蝕性：在驗(yàn)算抗裂性時(shí)需要該信息； 3)計(jì)算內(nèi)容：用戶選擇本次計(jì)算所需要計(jì)算的部分。 一般在估算預(yù)應(yīng)力配筋時(shí)不計(jì)結(jié)構(gòu)的收縮徐變； 結(jié)構(gòu)的非線性僅在特大跨徑橋梁分析時(shí)使用，通常結(jié)構(gòu)不需計(jì)算。,4）附加信息：指定計(jì)算部分內(nèi)容。包括以下幾點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算單元：在選擇“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”時(shí)，填入需要驗(yàn)算的單元號(hào)，不填則默認(rèn)為全部單元。 組合計(jì)算類型：對(duì)應(yīng)于規(guī)范的荷載組合類型。不填則默認(rèn)為全部組合1-9，包括用戶自定義組合。對(duì)于公橋規(guī)2004，各組合的意義參見P352頁(yè)說明。 計(jì)算活載單元、計(jì)算活載

6、節(jié)點(diǎn)：選擇需要進(jìn)行活載分析的單元、節(jié)點(diǎn)。不填則默認(rèn)為全部單元。 活載加載步長(zhǎng)：進(jìn)行活載影響線加載時(shí)的步長(zhǎng)。填0時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)為1/50的跨徑。步長(zhǎng)越小，活載計(jì)算越精確，速度越慢。對(duì)于某些“沒有跨徑”的結(jié)構(gòu)（只有一個(gè)約束），程序?qū)o法進(jìn)行加載，必須由用戶填入加載步長(zhǎng)。 非線性荷載分級(jí)數(shù)：當(dāng)計(jì)算內(nèi)容中選擇了幾何非線性或梁柱非線性時(shí)，此窗口被激活。程序按用戶輸入的分級(jí)數(shù)將荷載分成n級(jí)逐步計(jì)算，每次計(jì)算都進(jìn)行剛度矩陣修正，因此級(jí)數(shù)越高結(jié)果越精確，但計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)。,5）形成剛臂時(shí)決定節(jié)點(diǎn)位置的單元號(hào)： 當(dāng)多個(gè)單元共用一個(gè)節(jié)點(diǎn)號(hào)，且其節(jié)點(diǎn)位置不重合時(shí)，形成剛臂。此時(shí)，程序有一套默認(rèn)的確定節(jié)點(diǎn)位置的規(guī)則。 若此

7、規(guī)則不能表達(dá)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況時(shí)，用戶可以在這里填入單元號(hào)，來改變系統(tǒng)的固定算法，系統(tǒng)將根據(jù)用戶填入的單元來確定節(jié)點(diǎn)的位置。 6）鋼束參考線定義 單擊“鋼束參考線定義”按鈕，打開鋼束參考線定義窗口，如下圖所示。,7）估算配筋信息 當(dāng)工程計(jì)算類別為“估算配筋面積”時(shí)，“估算配筋信息”按鍵被激活，點(diǎn)擊后出現(xiàn)如下圖所示配筋信息窗口。,5.輸入單元信息 單擊菜單“數(shù)據(jù)/輸入單元特征信息” ，切換到單元輸入窗口，如下圖所示：,1)單元的基本信息 (1)節(jié)點(diǎn)號(hào)和頂緣坐標(biāo)： 單元左右節(jié)點(diǎn)頂緣或中點(diǎn)坐標(biāo)位置的意義如下圖所示。 用戶可以手動(dòng)逐個(gè)輸入單元的左右節(jié)點(diǎn)號(hào)、左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，也可以通過快速編輯器，編輯成批的單元

8、信息。,(2)單元的性質(zhì)： 鋼筋混凝土：截面由混凝土和普通鋼筋組成。 預(yù)應(yīng)力混凝土：截面由混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋組成。 組合構(gòu)件：截面由混凝土和鋼材組成。 拉索：截面只由鋼筋或鋼材組成。只有當(dāng)構(gòu)件需要調(diào)整其軸力時(shí)，才有必要將其置為拉索單元。 圬工構(gòu)件：截面由圬工材料組成。 全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件：預(yù)應(yīng)力混凝土單元驗(yàn)算是否一定要按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算。 現(xiàn)場(chǎng)澆注構(gòu)件：當(dāng)單元為混凝土構(gòu)件時(shí)，此項(xiàng)被激活，由用戶選擇單元的施工方式。在公橋規(guī)（2004）中，現(xiàn)澆構(gòu)件和預(yù)制、拼裝構(gòu)件的計(jì)算是有區(qū)別的。 是否橋面單元：當(dāng)前單元是否橋面單元。用于確定施工階段的移動(dòng)荷載（坐標(biāo)荷載）作用位置和使用階段影響線計(jì)算時(shí)單位荷載

9、作用點(diǎn)位置，以及判斷剪力影響線的突變位置。,（3）截面描述 拉索截面：用于設(shè)定拉索單元的截面面積和拉索的材料類型。 左、右截面：而對(duì)于其它單元，用戶需要分別輸入左右截面信息。 通用截面擬合：對(duì)一些變化復(fù)雜的截面進(jìn)行擬合（“快速編輯器”的擬合局限于直線和二次拋物線擬合，而且整個(gè)截面的所有參數(shù)的變化趨勢(shì)一致）。,重新設(shè)定與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度：計(jì)算混凝土收縮時(shí)使用。填0則由程序根據(jù)截面形狀自動(dòng)計(jì)算。 材料類型：注意使其類型與適用的規(guī)范相對(duì)應(yīng)。用戶還可使用工具菜單下的材料特征命令自定義新的材料類型。 頂緣、底緣有效寬度：較寬截面的有效分布寬度。 計(jì)算截面幾何特征在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)使用全截面，應(yīng)力、強(qiáng)度分

10、析時(shí)使用有效截面。 在公橋規(guī)2004中，計(jì)算軸力產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，按全斷面計(jì)算。 此值若填0則表示該截面都是有效截面。 如下圖所示，有效寬度為1500mm。,截面鋼筋：截面上配置的普通鋼筋信息。 截面鋼筋輸入時(shí)，鋼筋的高度為正值表示距截面底緣的距離，為負(fù)值時(shí)表示距截面頂緣的距離。 截面的幾何信息輸入方式： 圖形輸入：選擇常用的或用戶自定義的圖形，輸入其參數(shù)； 節(jié)線輸入：輸入不同高度處的截面寬度； 特殊輸入：直接輸入截面的各項(xiàng)指標(biāo)； 坐標(biāo)輸入：用戶以坐標(biāo)形式，逐點(diǎn)描述截面形狀； 自AutoCAD讀入。,6.輸入鋼束信息 單擊菜單或“數(shù)據(jù)/輸入預(yù)應(yīng)力束信息”下拉式菜單，切換到鋼束輸入窗口，如下圖所示：

11、,1）基本信息 鋼束鋼質(zhì)：選擇預(yù)應(yīng)力鋼束材料。 鋼束編束根數(shù)：例如，如果采用OVM15-7，則編束根數(shù)為7。 鋼束束數(shù)：同一類型鋼束的束數(shù)。 鋼束錨固時(shí)彈性回縮合計(jì)總變形：指所有張拉端回縮合計(jì)值。參考公橋規(guī)2004第6.2.3條取值。 張拉控制應(yīng)力：鋼束在張拉端錨固時(shí)的有效預(yù)應(yīng)力（應(yīng)扣除錨口損失），輸入正值表示錨固應(yīng)力，負(fù)值表示張拉力（對(duì)于先張法構(gòu)件，應(yīng)在此扣除溫差導(dǎo)致的s3損失）。 超張拉系數(shù)：鋼束超張拉應(yīng)力與張拉控制應(yīng)力的比值。如果此值為0，該號(hào)鋼束不超張拉。,成孔方式： 用于確定管道摩阻系數(shù)和局部偏差系數(shù)，參見下表。,成孔面積：鋼束預(yù)留孔道的面積。 成孔面積是指一束鋼束的成孔面積，即一個(gè)

12、孔道的面積。 如果該號(hào)鋼束由多束構(gòu)成，系統(tǒng)自動(dòng)將該面積乘以束數(shù)。 在該鋼束尚未灌漿之前考慮其孔道對(duì)截面特征削弱的影響。 張拉方式：選擇施工時(shí)采用的張拉方法。此處的左、右端分別指鋼束的起、終點(diǎn)。 2) 鋼束幾何描述 豎彎： 功能：彈出鋼束幾何形狀描述（豎彎）對(duì)話框，如下圖所示。,平彎： 鋼束的平彎輸入與豎彎輸入方法類似。此時(shí)的“z”坐標(biāo)，是指橫向坐標(biāo)。平彎輸入時(shí)，若不使用相對(duì)坐標(biāo)，則其輸入的“x”值需與豎彎的“x”值以及整體坐標(biāo)的“x”值相一致。,7.輸入施工信息 使用“數(shù)據(jù)”菜單中的“輸入施工階段信息”命令或鼠標(biāo)右鍵彈出右菜單來切換到施工階段信息輸入窗口，如下圖所示：,1)基本信息 單元施工描

13、述：輸入階段安裝與拆除的單元。 預(yù)應(yīng)力鋼束施工描述： 索力調(diào)整 ： 2)施工階段荷載描述 永久荷載：永久性作用于結(jié)構(gòu)上的荷載，如結(jié)構(gòu)橫梁重量、二期鋪裝等； 臨時(shí)荷載：一般為施工機(jī)具等荷載，下一階段將自動(dòng)去除。 施工活載：一般在需要驗(yàn)算某階段幾種加載情況下，結(jié)構(gòu)安全性是否滿足要求，一般只在特殊的階段需要驗(yàn)算。 升溫與降溫：是作為施工活載處理的， 平均溫度：是作為永久荷載處理的， 移動(dòng)荷載：坐標(biāo)荷載的輸入，是作為永久荷載處理的。,3)邊界條件 功能：結(jié)構(gòu)的外部約束信息, 邊界條件決定著具有約束的節(jié)點(diǎn)的位移。系統(tǒng)將打開一個(gè)邊界條件對(duì)話框如下圖所示。,基本信息： 剛性支承：則該節(jié)點(diǎn)相應(yīng)方向上的位移為零

14、； 彈性支承：則根據(jù)彈性系數(shù)確定外界對(duì)該節(jié)點(diǎn)相應(yīng)方向的限制情況，如果彈性系數(shù)極大，則表示相應(yīng)方向趨近于剛性支承；同理，如果彈性系數(shù)為零，則表示該方向沒有約束。 雙向支承：表示支承節(jié)點(diǎn)在相應(yīng)方向不能發(fā)生任何位移。 單向支承：只能發(fā)生正向或負(fù)向位移，正向支承是指該節(jié)點(diǎn)只可以發(fā)生正向位移，負(fù)向支承是指該節(jié)點(diǎn)只可以發(fā)生負(fù)向位移。 彎剪系數(shù)：外部約束發(fā)生單位水平位移時(shí)在該約束上產(chǎn)生的彎矩（或發(fā)生單位轉(zhuǎn)角位移時(shí)在該約束上產(chǎn)生的水平力）。,4)主從約束 功能：結(jié)構(gòu)的內(nèi)部約束信息, 系統(tǒng)將打開一個(gè)如下圖 所示的對(duì)話框：,8.輸入使用階段信息 在使用階段輸入結(jié)構(gòu)在施工結(jié)束后有效使用期內(nèi)可能承受的各種外荷載信息，

15、使用階段的計(jì)算結(jié)構(gòu)模型采用最后一個(gè)施工階段的計(jì)算模型。 功能： 可以選擇“數(shù)據(jù)“菜單下的“輸入使用階段信息”命令，或在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，通過彈出的右菜單來切換到輸入使用階段信息窗口，如下圖所示。,1)使用階段基本信息 外力荷載描述：用于描述結(jié)構(gòu)在使用階段可能會(huì)遇到的外力荷載, 供程序進(jìn)行最不利荷載組合。諸如地震力、制動(dòng)力、風(fēng)力等外力荷載，如果需要計(jì)算，必須由用戶輸入。 其它靜荷載： 2)活荷載 結(jié)構(gòu)在使用階段承受的活荷載描述。系統(tǒng)將打開一個(gè)活荷載輸入對(duì)話框如下圖所示。,9.輸入優(yōu)化階段信息 選擇“數(shù)據(jù)”菜單的“輸入優(yōu)化信息”菜單命令，或在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，通過彈出的菜單來選擇輸入優(yōu)化信息項(xiàng)，此時(shí)便會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的輸入窗口。,10.輸入數(shù)據(jù)診斷