[發(fā)明專利]鋼桁梁等效剛度計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010014899.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN111046482B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苑仁安;傅戰(zhàn)工;孫建立;徐偉;鄭清剛;周子明;張皓清;付嵐嵐;王恒;李少駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 孟歡

1.一種鋼桁梁等效剛度計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將鋼桁梁(1)等效為箱形梁斷面，根據(jù)鋼桁梁(1)的長(zhǎng)度和寬度確定箱形梁斷面的等效寬度L和等效高度H；

S2：根據(jù)鋼桁梁的上層橋面系(11)和下層橋面系(12)的截面積，分別確定箱形梁斷面的頂板(11ab)厚度D₁和底板(12ab)厚度D₂；

S3：根據(jù)鋼桁梁(1)的受力狀態(tài)，確定箱形梁斷面的斷面形式，當(dāng)鋼桁梁(1)受軸向力、內(nèi)彎力和/或外彎力時(shí)，箱形梁斷面呈第一斷面形式(1a)，當(dāng)鋼桁梁(1)受扭轉(zhuǎn)力時(shí)，箱形梁斷面呈第二斷面形式(1b)；

S4：計(jì)算呈第一斷面形式(1a)的箱形梁斷面的等效上腹板(31)厚度D₃₁、等效中腹板(32)厚度D₃₂和等效下腹板(33)厚度D₃₃，計(jì)算呈第二斷面形式(1b)的箱形梁斷面的等效腹板(3)厚度D₃；

S5：根據(jù)L、H、D₁、D₂、D₃₁、D₃₂和D₃₃，計(jì)算第一斷面形式(1a)的箱形梁的等效軸向剛度、等效面內(nèi)抗彎剛度和等效面外抗彎剛度作為該鋼桁梁(1)的軸向剛度、內(nèi)抗彎剛度和外抗彎剛度，根據(jù)L、H、D₁、D₂和D₃，計(jì)算第二斷面形式(1b)的箱形梁的等效扭轉(zhuǎn)剛度作為鋼桁梁(1)的扭轉(zhuǎn)剛度；

確定呈第一斷面形式(1a)的箱形梁斷面的等效上腹板(31)厚度D₃₁、等效中腹板(32)厚度D₃₂和等效下腹板(33)厚度D₃₃，具體包括：

通過公式D₃₁＝A_上弦桿/h₁，計(jì)算等效上腹板(31)的厚度D₃₁；

通過公式D₃₂＝A_斜桿·cos²a/h₂，計(jì)算等效中腹板(32)的厚度D₃₂；

通過公式D₃₃＝A_下弦桿/h₃，計(jì)算等效下腹板(33)的厚度D₃₃；

A_上弦桿為上弦桿(13)的截面積，h₁為上弦桿(13)的等效高度；A_斜桿為斜桿(15)的截面積，h₂為斜桿(15)的等效高度；A_下弦桿為下弦桿(14)的截面積，h₃為下弦桿(14)的等效高度；a為斜桿(15)與下弦桿(14)的夾角；

通過公式計(jì)算上弦桿(13)的等效高度h₁，通過公式計(jì)算斜桿(15)的等效高度h₂，通過公式計(jì)算下弦桿(14)的等效高度h₃；

其中：h_上弦桿為上弦桿(13)的高度，h_下弦桿為下弦桿(14)的高度；

通過公式K_軸向＝EA計(jì)算等效軸向剛度K_軸向；通過公式K_內(nèi)彎＝EI_面內(nèi)計(jì)算等效面內(nèi)彎曲剛度K_內(nèi)彎；通過公式K_外彎＝EI_面外計(jì)算等效面內(nèi)彎曲剛度K_外彎；

其中：E為材質(zhì)彈性模量，A＝L(D₁+D₂)+2(h₁D₃₁+h₂D₃₂+h₃D₃₃)，A為箱形梁斷面的等效截面積；I_面內(nèi)＝D₃₂H³/6+(D₁L+2h₁D₃₁)(H-h′)²+(D₂L+2h₃D₃₃)h′²，I_面內(nèi)為箱形梁斷面的面內(nèi)慣性矩；I_面外＝(D₁+D₂)L³/12+[A-(D₁+D₂)L]L²/4，I_面外為箱形梁斷面的面外慣性矩，h′＝(LD₁+HD₃₂)H/A；

確定呈第二斷面形式(1b)的箱形梁斷面的等效腹板(3)厚度D₃，具體包括：

通過公式計(jì)算計(jì)算等效腹板(3)厚度D₃；

其中：G為材質(zhì)剪切模量，E為材質(zhì)彈性模量，a為斜桿(15)與下弦桿(14)的夾角，h'₂為斜桿(15)的等效高度。