《偏心受压构件计算长度的计算-公规院》由会员分享，可在线阅读，更多相关《偏心受压构件计算长度的计算-公规院（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、偏心受压构件计算长度的 确定,2005年11月18日,袁 洪,1. 问题的提出 2. 一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,1. 问题的提出,1. 问题的提出,1. 问题的提出,标准的边界条件,弹簧约束边界条件,由于构件件的相互作用，一般均可视为转动约束弹簧、水平约束弹簧作用，或者两者的共同作用。,一般问题分析连续刚构双壁墩分析水平约束弹簧柱分析,1. 问题的提出,1. 问题的提出 2. 一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水
2、平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,计算图式,A 端：固结 B 端：设置转动约束弹簧、水、平约束、弹簧 荷载：柱顶作用轴向荷载P。,计算图式,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,计算图式,挠曲线微分方程,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,挠曲线微分方程,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,A端： 水平位移为0 转角为0,B端： 水平位移水平力水平弹簧刚度 转角弯矩转动弹簧刚度,边界条件,根据边界条件可得挠曲线微分方程为：,挠曲线微分方程,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,计算长度系数：,表解法,2. 一端固结一端转动约束和水平约
3、束弹簧支撑杆件,转动刚度比,水平刚度比,设定,表解法,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,表解法,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,2.00,1.03,0.71,0.51,结论,2. 一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件,边界条件,弹簧约束刚度,弹簧约束刚度比,查表求得计算长度系数,1. 问题的提出 2.一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4.梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,分析工况,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,情况一：两薄壁墩受到同样大的竖向力，同时出现失稳。主要出现在：施工阶段
4、正在平衡悬浇混凝土，当不考虑或较少考虑不平衡弯矩时的情况。,分析工况,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,情况二：两薄壁墩受到的竖向力较悬殊，一片墩柱出现失稳。主要出现在：施工阶段，当考虑施工风载与不平衡恒载弯矩组合时；使用阶段，当考虑风、温度等最不利工况组合时的情况。,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,假定,只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载及水平荷载产生杆端弯矩对计算长度的影响。两片墩承受的竖向力一样大，同时丧失稳定。,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,假定,杆件失稳时横梁两端的转角相等，即整个框架的变形呈反对称状态。如果变形假定成对称状态，其计算
5、计算长度系数较小，不是最不利状态。,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,微分方程,由反对称变形假定可得：B端水平约束弹簧刚度为0即：水平刚度比为0。,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,微分方程,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,表解,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,图解,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比分析,转动约束弹簧刚度为：,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比分析,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比分析,墩高与两片墩间距之比在2.5倍
6、以上,梁与墩采用相同的混凝土标号,梁高至少是一片墩厚度的3倍以上,墩宽与箱梁底板宽箱等,墩按实心考虑，箱梁的内外壁尺寸比为0.85,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比分析,纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,结论,对一般连续刚构而言，偏安全地可取1.05具有足够的精度。,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,假定,只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载及水平荷载产生杆端弯矩对计算长度的影响。 两片墩竖向力相差较大，不同时出现失稳。 忽略杆件轴向变形及未失稳杆件的轴力影响。,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比
7、分析,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,水平刚度比分析,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,表解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,近似解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,近似解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,当n取值较小时，约束刚度较小，计算长度系数较大，结果较为不利。,近似解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,墩高与两片墩间距之比在2.5倍以上,梁与墩采用相同的混凝土标号,梁高是至少是一片墩厚度的3倍以上,墩宽与箱梁底板宽箱等,墩按实心考虑，箱梁的内外尺寸壁比为0.85,近似解,
8、纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,近似解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,近似解,纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,对一般连续刚构而言，偏安全地可取0.75具有足够的精度。,近似解,横纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,结构计算简图,墩顶：墩顶梁段对两片墩起到相互约束作用。 墩底：固结。,横纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,结构失稳形态,对称 反对称,横纵桥向 情况一,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,计算长度系数,对称2 反对称=2,对称变形失稳控制，计算长度系数应取2。,横纵桥向 情况二,3. 连续
9、刚构双薄壁墩计算长度系数,结构计算简图,悬臂施工：墩顶以外箱梁对墩身没有约束作用； 运行阶段：忽略边跨箱梁的作用。,墩顶：墩顶梁段对两片墩起到相互约束作用。 墩底：固结。,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,结构失稳形态,假定 受到轴向力的那片墩出现失稳； 另一片墩及梁起到弹簧作用，失稳墩墩顶受到一定的约束。,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比,不考虑参数的耦合影响将箱梁和空心薄壁墩身的扭转假定为薄壁构件的自由扭转箱梁和墩身的混凝土标号相同。,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,失稳构件顶受到的转动约束弹簧刚度为：,转动刚度比,
10、横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比,当墩截面较大时，kBw较小，计算长度较大，因此，偏安全地假定墩为实心，其宽度为a，厚度为b， a / b =；梁高是墩厚的x倍，平均厚度是墩厚的倍。,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,转动刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,失稳构件顶受到的水平约束弹簧刚度为：,空心墩,实心墩,水平刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,水平刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,空心墩,实心
11、墩,水平刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,水平刚度比,横纵桥向 情况二,3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数,计算长度系数,： 变化范围为1.251.70 当墩高相对较矮、墩宽相对较宽时，可取较小值；反之可取较大值。 一般情况下可取等于1.5，也可偏安全地取极端值等于1.7。,1. 问题的提出 2. 一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,微分方程式,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,对于一般的桥墩，墩顶通过支座受到来自其他墩的水平约束，而墩顶的转动约
12、束可以忽略不计。,刚度分析,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,对于 的计算，可以采用弹模分配法，由于情况比较复杂，本次不作深入讨论。,表解与图解,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,表解与图解,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,近似解法,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,近似解法,4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数,最大计算误差小于3%,1. 问题的提出 2. 一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4. 梁式桥恰当考虑墩顶水平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,5. 结语,对于连续刚构双
13、薄壁墩：纵桥向：双墩同时失稳：一墩失稳时：,该结论也可用于群桩基础中桩的计算长度的确定。,5. 结语,对于连续刚构双薄壁墩：横桥向：双墩同时失稳：一墩失稳时：,当墩高相对较矮、墩宽相对较宽时，可取较小值；反之可取较大值；一般情况下可取等于1.5；也可偏安全地取极端值等于1.7。,5. 结语,对一端固结一端受水平弹性约束墩身：,5. 结语,由于受边界条件复杂多变的影响，偏心受压构件计算长度的确定存在一定的难度，本文对此仅作一非常粗浅的探讨。,1. 问题的提出 2. 一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件 3. 连续刚构双薄壁墩计算长度系数 4. 梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数 5. 结语,提 纲,2005年11月18日,偏心受压构件计算长度的 确定,谢 谢 大 家！,
