[發(fā)明專利]大曲率曲線鋼-混凝土組合箱梁橋簡化設(shè)計(jì)方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810461830.2 | 申請日： | 2018-05-15 |
| 公開（公告）號： | CN108763667B | 公開（公告）日： | 2022-03-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱力;杜谷春;李明杰;李軒;趙旭 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京交通大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/13 | 分類號： | G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275 | 代理人： | 趙榮之 |
| 地址： | 北京市海*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 曲率 曲線 混凝土 組合 箱梁橋 簡化 設(shè)計(jì) 方法 | ||
1.大曲率曲線鋼-混凝土組合箱梁橋簡化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
S1：計(jì)算大曲率組織梁截面特性；
S2：計(jì)算寬板剪力滯系數(shù)；
S3：考慮曲線組合梁橋的剪力滯效應(yīng)時(shí)，正應(yīng)力計(jì)算；
所述步驟S1具體為：
S101：確定關(guān)聯(lián)矩陣：
將截面離散成多根桿件；
以任意點(diǎn)D為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，規(guī)定單元桿件k的起點(diǎn)坐標(biāo)為(xD,a,yD,a)，終點(diǎn)坐標(biāo)為(xD,b,yD,b)；其中，tk和λk分別是單元桿件k的厚度和長度，ρk是單元桿件k的曲率半徑，RD為D點(diǎn)的曲率半徑；
nk為單元桿件k的彈性模量與鋼材彈性模量之比，用以在與正應(yīng)力相關(guān)的計(jì)算時(shí)將混凝土轉(zhuǎn)化成鋼材；ng,k為單元桿件k的剪切彈性模量與鋼材剪切彈性模量之比，用以在與剪應(yīng)力相關(guān)的計(jì)算時(shí)將混凝土轉(zhuǎn)化成鋼材；
同此，將上述規(guī)定推廣到所有節(jié)點(diǎn)和單元，截面節(jié)點(diǎn)總數(shù)記為m，單元總數(shù)記為n；在以D為原點(diǎn)的參考系下，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)向量為
單元起點(diǎn)坐標(biāo)向量為
單元終點(diǎn)坐標(biāo)向量為
接下來確定關(guān)聯(lián)矩陣Am×n和Bm×n，關(guān)聯(lián)矩陣Am×n，表征單元起點(diǎn)坐標(biāo)向量和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)向量的關(guān)系
關(guān)聯(lián)矩陣Bm×n表征單元終點(diǎn)坐標(biāo)向量和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)向量的關(guān)系
關(guān)聯(lián)矩陣A和B取值如下：
S102：計(jì)算截面彎曲特性：
首先確定確定形心位置
式中tk和λk分別是單元桿件k的厚度和長度，ρk是單元桿件k的曲率半徑，RD為D點(diǎn)的曲率半徑，nk為單元桿件k的彈性模量與鋼材彈性模量之比；
形心位置O確定后，坐標(biāo)系原點(diǎn)由D移動到O，再計(jì)算其彎曲截面特性；
S103：計(jì)算截面扭轉(zhuǎn)特性：
首先計(jì)算剪心并且確認(rèn)扇性坐標(biāo)
剪心位置確認(rèn)公式如下：
剪心的曲率半徑為：RS＝RO-XS
截面的扇性坐標(biāo)向量最終可依據(jù)下式確定：
翹曲慣性矩計(jì)算公式如下：
扭轉(zhuǎn)慣性矩計(jì)算公式如下：
閉口：
開口：
剪切翹曲系數(shù)：其中，Iρ為閉口截面的方向慣性矩
Iρ的計(jì)算方法如下：
將坐標(biāo)系原點(diǎn)轉(zhuǎn)移到剪心S，相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位置向量為
相應(yīng)的單元起點(diǎn)位置向量為
相應(yīng)的單元終點(diǎn)位置向量為
則：
所述步驟S2具體為：剪力滯系數(shù)ε定義為腹板與翼板交界處的最大應(yīng)力與不考慮剪力滯效應(yīng)計(jì)算得到的應(yīng)力之比，剪力滯系數(shù)ε與有效寬度系數(shù)λ通常存在著互為倒數(shù)的關(guān)系；
均布荷載作用：
集中荷載作用：
所述步驟S3具體為：σ＝σf+σω+σDω，其中σf表示彎曲正應(yīng)力，σω表示扭轉(zhuǎn)翹曲正應(yīng)力，σDω表示畸變翹曲正應(yīng)力；
其中NZ為軸力，MX為繞橫向x軸的彎矩，MY為繞豎向y軸的彎矩，n為混凝土轉(zhuǎn)化成鋼的正應(yīng)力相關(guān)轉(zhuǎn)化系數(shù)，Μω為扭轉(zhuǎn)翹曲雙力矩，MDω為畸變翹曲雙力矩，IDω為畸變翹曲慣性矩，ωD為畸變翹曲函數(shù)；
彎矩MX均布荷載作用：
集中荷載作用：
扭轉(zhuǎn)翹曲雙力矩Mω與扭轉(zhuǎn)翹曲相關(guān)的兩個(gè)重要參數(shù)由下式計(jì)算得到
畸變翹曲雙力矩計(jì)算結(jié)果為
均布荷載作用：
集中荷載作用：
其中，對于箱形截面其中γ為畸變角。
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