组合截面计算浅析

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1、铁道桥梁设计年会专辑收稿日期： !“#“$%， 结构及截面尺寸如图 % 所示。图 “!结构简图 （单位： %）!为了计算截面内力， 首先根据等效换算的原则将组合截面转化为钢截面的特征值， 取!6 !79+。#45“ #6$!7 !6% #79 “2 “)* 8!的施工阶段组合截面计算功能， 用梁单元模拟组合截面， 根据截面的实际情况分配钢材和混凝土， 程序自动进行截面换算。再定义 ) 个施工步骤将梁架设成功， 分别是架设钢梁、 现浇混凝土和施加集中力。取半跨结果， 在最后一个施工步骤中得到的组合截面内力如图 ! 所示， 钢和混凝土两部分分配的内力和应力值见表 $ ? 表 )。图 !#截面弯矩图

2、 （单位： )*+）#表 ,#各部分内力单元钢材混凝土轴向 -.弯矩 （ 2 ,） （-.*）轴向 -.弯矩 （ 2 ,） （-.*）$,$ (8! $2 $,$ ( 的计算结果与理论计算结果吻合得较好， 表明在结构较简单的情况下用简化方法计算是可行的， 对于复杂结构可以利用 4; 的功能计算组合截面的内力、 应力、 混凝土收缩徐变等。!“ -#$% 周志祥?A 8BCDEBDCA FGH?GIIC?GH 8JKBI)*, 7GAJK?K LMC E?A8BCDEBDCIK 北京= 迈达斯技术有限公司; ,*,!$铁道标准设计! !“#$%“&()“*+“!+,(#-* ./0 （11）组合截

3、面计算浅析组合截面计算浅析作者：康小英， Kang Xiaoying 作者单位：铁道第四勘察设计院桥梁处,武汉,430063 刊名：铁道标准设计 英文刊名：RAILWAY STANDARD DESIGN 年，卷(期)：2005，“(11) 被引用次数：6次参考文献(2条)参考文献(2条)1.黄侨.周志祥 桥梁钢-混凝土组合结构设计原理 20042.MIDAS Civil Structural Engineering System02. Analysis for civil Structures 2002相似文献(6条)相似文献(6条)1.学位论文 刘云帅 基于挠度差值影响线的简支梁桥损伤识别研

4、究 2009桥梁工程作为道路中的咽喉部位，在交通系统中占有重要的地位，桥梁能否正常工作直接影响着道路的使用状况。但是由于施工条件的限制以及使用过程中超载超限 车的通行等外界因素，使得桥梁结构均存在不同程度的损伤。能否及时查出桥梁结构的损伤部位以及损伤程度，对保证道路的正常使用具有至关重要的作用。本文在总结前人提出的结构损伤识别方法的基础上，提出以损伤前后移动荷载作用下简支梁桥某点挠度的变化即简支梁桥挠度差值影响线为损伤标识量进行损伤识别 的方法，该方法只需一个位移传感器即可进行简支梁的损伤识别。首先利用虚功原理推导出简支梁在损伤前后某点挠度差值影响线的解析式，得出当移动荷载位于损伤区 域时挠度

5、差值与移动荷载位置成三次方关系，而在其它无损区域与移动荷载位置成线性关系，且对于单损伤简支梁当移动荷载位于损伤区域时挠度差值达到最大值，该最 大值又与损伤程度有关。利用该方法能够较好的识别简支梁单损伤的位置和程度。由于在损伤区域挠度差值与移动荷载位置成三次方关系，在其它无损区域成线性关系，提出利用挠度差值影响线曲率的损伤识别方法。该方法不但能够较好的识别单 损伤的损伤位置和程度，而且对于多损伤也同样具有较好的识别效果。上述方法必须在已知结构未损伤时的挠度影响线的前提下才能进行结构的损伤识别，但是在实际损伤识别过程中很难通过测试手段得到结构未损伤时的挠度影响线。 由于在实际的使用过程中桥梁结构的

6、损伤一般都不是对称出现的，因此本文又提出利用对称加载情况下挠度差值影响线曲率进行损伤识别的方法，该方法无需桥梁结构的 先验参数即可进行结构的损伤。利用上述三种方法，通过MIDAS软件对简支梁进行了数值模拟。并通过试验的方法进行了验证，数值模拟和试验测试的结果表明利用上述三种方法只需一个位移传 感器即可较好的对简支梁进行损伤识别，且测试方法简单，具有一定的优越性。2.学位论文 张吉刚 基于模态应变能的梁桥损伤识别 2007由于各种因素作用，土木工程结构将不可避免地产生可能导致严重后果的损伤，因此，对土木工程结构进行健康监测很有必要。结构损伤识别的理论和方法是结构健 康监测研究的核心，结构损伤识别

7、问题就是要根据结构表现出的性态去判别结构损伤位置和损伤程度。本文基于模态应变能的基本理论，根据损伤前后结构振型的改变求 出模态应变能变化率，将其作为桥梁结构损伤识别的指标并加以应用。本文利用该损伤指标分别对混凝上简支梁和连续梁的损伤进行了数值仿真模拟和计算分析。通过减小弹性模量来模拟刚度折减，通过MIDAS软件得到模型损伤前后振 型，自编MATLAB程序求得单元模态应变能变化率从而识别损伤。数值结果表明，通过对一处或多处损伤，不同程度损伤、不同位置损伤的识别，可发现使用第一阶模态振型至前五阶模态振型，都能较好地识别简支梁或连续梁的损 伤位置，损伤位置的模态应变能变化率大于未损伤位置；运用同阶模

8、态进行计算时，随着损伤程度的增大，损伤单元模态应变能变化率也随着增大，由此可定性地估计损 伤程度的大小。数值结果也表明简支梁的损伤识别效果好于连续梁。模态应变能法的抗噪声能力是本文研究重点。本文引进蒙特卡罗法，通过对损伤后振型加入噪声模拟实测误差，进行足够次数试验，自编matlab识别算法程序统计总 识别次数和每次单元模态应变能变化率，就可得到稳定的在不同噪声和不同损伤程度影响下的损伤识别率和模态应变能变化率平均值，由此可以认识它们的变化规律，认 识同一噪声下不同损伤程度时各单元模态应变能变化率平均值的变化规律。噪声影响下得到的数值结果表明，在同等条件下，模态组合阶次越多识别效果越好；损伤程度

9、越大识别率就越好；损伤程度越大或噪声水平越大，损伤单元的模态应 变能变化率就越大。在各种损伤程度下，若损伤识别率较大时，各单元模态应变能变化率相对大小和没有噪声时基本相同。3.会议论文 康小英 组合截面计算浅析 2005根据组合梁的计算原理对一钢混组合截面的简支梁进行了比较计算.采用了手算,利用MIDAS施工阶段联合截面功能建立的梁模型和板梁模型分别进行计算,说明了组合 截面计算的方法和其中存在的一些问题.4.学位论文 孙家升 基于应变模态技术的桥梁损伤识别 2008本论文主要对基于应变模态的桥梁损伤检测技术理论与应用进行研究，根据损伤前后桥梁振型的改变求出应变模态变化差值，将其作为桥梁损伤识

10、别的指标并加以应 用。在应用应变模态法中，对模态参数采用中央差分法，较好地解决了测点少与保证识别精度的矛盾：应用Excel工具开发了运算和绘图程序，只需输入桥梁较低阶振型 ，即可给出损伤识别的图示与数值结果。本文对混凝上简支梁和连续梁的损伤进行了数值仿真模拟和计算分析，利用单元刚度的折减来模拟桥梁损伤，运用Midas软件得 到模型损伤前后振型，通过中央差分法得到应变模态差值从而识别损伤。数值结果表明，使用前五阶模态振型，都能较好地识别简支梁或连续梁的损伤。运用同阶应变模态进行分析时，随着损伤程度的加剧，该处应变模态差值也相应的增 大；对于同程度损伤，随着应变模态阶数的增加，该处应变模态差值也相

11、应的增大。因此，应变模态技术对于桥梁的损伤识别是可行的，在桥梁检测中具有一定的应用价 值。5.期刊论文 杜振华.钟光忠.胡华万 MIDAS在钢混组合截面计算中的应用 -四川建筑2010,30(1)结构的计算原理,在MIDAS软件采用施工阶段联合截面功能对一钢-混组合截面的简支梁进行了计算分析,并对软件计算的结果进行了评价,指出了采用该方法模拟组合 截面时的注意事项.6.学位论文 王振强 温福铁路客运专线白马河64米简支梁桥施工监测及仿真计算分析 2008大量工程实例表明，建设质量高、外形美观的桥梁结构，针对在建桥梁进行施工监测和仿真计算分析以保证桥梁正常建成和运营被证明是很必要的。当按预定的程

12、序 进行桥梁施工时，桥梁每一阶段的结构内力和变形是可以监测和预计的，当发现施工过程中监测的实际值与计算的预计值相差过大时，要进行检查并分析原因，提出解决 办法。避免盲目施工造成事故和损失。本文研究对象为温福铁路客运专线白马河64米简支梁桥工程，通过安装在扁担梁上的千斤顶连接造桥机和预制梁段，进行后张法施工。在阐述施工监测和仿真计算分 析理论基础上，利用MIDAS软件建立相应的有限元模型，对梁体的特征截面的应力和整体线形进行分析，并对比分析不同张拉顺序和千斤顶压力模型的结果；提出本次监 测试验的目的、内容，多角度分析实测结果；进行理论值与实测值的对比，对误差进行分析研究，提出保证桥梁顺利施工的建

13、议。通过MIDAS软件对桥梁按照施工过程进行模拟计算分析可知：在应力控制方面，由不同预应力张拉顺序的对比，得出使梁体受力更加合理的张拉顺序；对千斤顶压力 状态进行调整，使梁体受力在规范允许范围之内；在线形控制方面，对梁体在不同荷载工况下线形的变化分析，得知除了梁体和造桥机的相互作用及水压重的影响，合理 的预应力张拉顺序和对千斤顶的及时调整是控制桥梁线形符合设计标准的主要因素。在现场进行科学的施工监测，包括选取合理的测点、监测时段，分析影响测试结果的 各种因素，剔出和规避不利因素，整理出可靠的结果；实测结果与计算结果的对比分析印证了理论计算结果所提出的相应措施的必要，遵循施工控制的整体思路，量化

14、举 措，保证了梁体应力和线形满足规范要求，最终保证了本跨桥梁的顺利建成。为其余14孔梁桥的施工提供可参考的资料；完善了同类桥梁的施工监测和仿真计算分析理论 。引证文献(5条)引证文献(5条)1.杜振华.钟光忠.胡华万 MIDAS在钢混组合截面计算中的应用期刊论文-四川建筑 2010(1)2.刘世明.杨建中.杨竹林.赵顺波 V型墩预应力混凝土连续刚架桥结构设计分析期刊论文-华北水利水电学院学报 2009(5)3.赵顺波.刘世明.杨竹林.杨建中 柏乡县牡丹桥斜腿刚架结构设计分析期刊论文-华北水利水电学院学报 2008(2)4.黄海东.向中富.刘剑锋.林晓肇 基于组合截面内力分配的拱桥加固内力计算方法期刊论文-重庆交通大学学报（自然科学版） 2008(2)5.陈志刚 玻璃幕墙钢铝组合截面立柱的设计期刊论文-湖南理工学院学报（自然科学版） 2007(1)本文链接：http:/ 授权使用：同济大学图书馆(tjdxtsg)，授权号：3c991fff-3637-41ab-92ff-9e3a00b84568 下载时间：2010年11月26日