结构中的各种刚度
结构中的各种刚度
刚度：结构或构件抵抗变形的能力，包括构件刚度和截面刚度，按受力状态不同可分为轴向刚度、弯曲刚度、剪变刚度和扭转刚度等。对于构件刚度，其值为施加于构件上的力（力矩）与它引起的线位移（角位移）之比。对于截面刚度，在弹性阶
段，其值为材料弹性模量或剪变模量与截面面积或惯性矩的乘积。
首先得从刚度说起。
刚度是指：单位变形条件下，结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵，计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在设计动力机器基础时也需要用
到结构刚度参数。可以看有关结构力学或结构动力学的书。
举个两个简单的例子以方便理解：用力弯折直径和长度相等的实心钢管和木头，哪个费劲哪个刚度（弯曲刚度）就大。很显然是钢管的大，你有可能把木头弯折，但要弯折钢管就很难吧！用力弯折长度相等而直径不等的实心钢管，当然是直径小的容易弯折吧，那就是直径小的刚度小了。所以刚度是和材料特性及截面特性直接相
关，当然线刚度还和长度有关了！
一般能满足F ＝k △，F 为作用力，△为位移，k 即为刚度，所以刚度物理意义为单位位移时所产生的力。k 可以是某些量的函数，即可为表达式。由F 的不同，叫法不同。 另外就是我们要说的刚度叫线刚度，即单位长度上的刚度。 比如，我们在用反弯点法计算多层框架水平荷载作用下内力近似计算时。 计算柱的水平剪力时，剪力与柱层间水平位移△的关系为 V=(12ic/h2)△ 那么d=(12ic/h2)就叫柱的侧移刚度，表示柱上下两端相对有单位侧移时柱中产生的剪力。 其中ic 表示柱的线刚度（即ic ＝EI/h），h 为楼层高，EI 是柱的抗弯刚度（M=EI(1/p)，M 为弯矩，（1/p）为曲率，也满足F ＝k △形式）。 另外还可用D 值法，即考虑了梁柱的刚度比变化，因为柱两端梁的刚度不同，即对柱的约束不同，那么它的反弯点，即M ＝0的点会随之移动，那端强，反弯点离它越远。而且同层柱剪力分配时也是由柱的线刚度决定，因为同层位移一定，简单讲，由F ＝k △，谁的刚度大，谁分得的剪力就大。反过来，这也可以解释改变局部的刚度能调节内力的分布的情况。力F 的不同导致刚度叫法的不同，那么抗弯刚度，产生单位曲率所需要的弯矩。抗剪刚度是指发生单位剪切变形需要的剪力。抗扭刚度是指发生单位扭转角所需要的扭矩。抗推刚度就是发生
单位水平位移所需要的推力。刚度大，力就大。
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[讨论] 再发连续梁横梁计算问题
主题 大 中 小 发表于 2006-7-27 21:59 只看该作者
再发连续梁横梁计算问题
请问大家：
1）桥博计算连续梁的横隔梁时建模仅取横隔梁的宽度还是取横隔
梁的两侧渐变段的截面作为模型计算截面？
技术员
2）对于箱梁的恒载如何处理，是作为均布荷载加载在桥面板上，
还是作为集中力加载在腹板上？
翼板根部的拉应力？
4）对于多室截面恒载如何分担？
希望大家发表自己的看法，如果有相关的算例最好上传学习一下!
对于顶板带横向预应力的桥梁，计算出来的结果是不是不考虑∙ 个人空间 3）
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沙发
大 中 小 发表于 2006-7-28 12:43 只看该作者
向别的老工程师请教后他给我这样的解释：不知道大家有什么见
解
1、横梁截面宽度取(b+2bh+12h'f)，b 为横梁厚度，bh 为承托长度，
h'f 为板厚。
技术员
2、箱梁恒载主要都由腹板传递，取集中力加在腹板上。
个人认为应当考虑，施加横向预应力主要就是解决挑臂根部和∙ 个人空间 3、
∙ 发短消息 腹板间桥面板下缘的拉应力，横向应力对横向钢束位置的调整非∙ 加为好友 ∙ 当前离线
常敏感。
4、多室截面恒载可按腹板数量均分。
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其实横向构件的计算分实体横梁和箱梁框架，以上的1、2、4点
均用于实体横梁计算，第3点用于桥面板计算。
不知道大家有什么见解？
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tomatogarden 威望 +2 对于你热心的感谢与支持 2006-8-7
19:49
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板凳 大 中 小 发表于 2006-8-22 09:30 只看该作者
关于横梁计算，由于在立交和高架设计时经常碰到，我谈一点个
人看法，
如果没有张拉横梁预应力，各个腹板的受力极不均匀，位移大的
技术员
腹板，弯距比较小，承受的力也比较小，但是张拉横向预应力以后，各个腹板受力就比较均匀了，一般边腹板的力与中腹板的力
之比在1.0～1.2之间。
均分恒载，另一个是边腹板是中腹板的1.2倍，
均分？
我一般是底板范围均分和腹板均分考虑，毕竟活载比重比较小，
计算差别不是很大！ 本帖最近评分记录
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∙ 个人空间 对于多箱室的，恒载应该考虑两种情况更安全，一个是各个腹板∙ 发短消息
∙ 加为好友 另外一个就是桥面上的活载，大家是按照横梁上均布还是，腹板∙ 当前离线
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redflag 堡币 +5 奖励技术讨论！ 2006-8-23 11:06 redflag 威望 +5 奖励技术讨论！ 2006-8-23 11:06
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地毯 大 中 小 发表于 2006-8-22 23:21 只看该作者
对于腹板的恒载可以分为均分与按照面积分布两种情况，对于活载一种方法是guduyan 所讲的均布或者腹板均分，另一种方法是
横向自动加载，我们设计一般采用的后者，当然最好两种方法比
较安全些。
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工程师
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redflag 堡币 +5 奖励技术讨论！ 2006-8-23 11:06 redflag 威望 +1 奖励技术讨论！ 2006-8-23 11:06
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楼 大 中 小 发表于 2006-8-23 09:42 只看该作者
我的观点是：
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∙ ∙
1、活载应根据车辆荷载进行横向加载，考虑最不利组合。 2、计算宽度取实体厚度。楼上的宽度的取法从理论上讲是正确的。
但是保守的取法可以留一定的安全储备。
请各位指正。
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redflag 堡币 +5 奖励技术讨论！ 2006-8-23 11:07
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6楼 大 中 小 发表于 2006-8-23 16:07 只看该作者
这种横梁在城市桥梁和互通立交中用的比较多, 我接触过很多向,
看了以上几位的留言, 也谈一下我自己的看法:
举个简单的例子:
三跨连续梁的中间横梁, 计算的第一步是先进行纵向计算, 得出横
梁处的活载反力和恒载反力, 然后才能进行横梁计算.
1、对恒载处理的方式有两种:一是把恒载均布加到横梁上箱梁腹板宽度范围内; 另外一种就是认为腹板传力, 把恒载加到腹板位置集中力加载; 这两种方式我都计算过, 第二种方式对设计来讲偏于保守, 我实际计算时采取折中的办法, 把恒载打0.9折. 试想一下横
梁两边箱梁防撞墙的重量不可能全部传到横梁上吧!
2、对活载的处理方式：
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∙ 加为好友 根据纵向计算得出的活载反力，算出每个车辆荷载的的轴重，∙ 当前离线 然后自定义车辆荷载，根据实际的横向车辆布置进行活载加载。
3、普通钢筋横梁时，不考虑桥面板的横向预应力；预应力横梁时
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1
注册时间 2006-6-29
考虑桥面板的横向预应力。
4、横梁的截面宽度取实体宽度，高度取实际高度减去一个适当的数值。个人认为：在普通钢筋砼梁中横梁处经常有腹板骨架钢筋和纵横向钢筋交错的情况，钢筋比较多，实际施工时钢筋表面的保护层很难保证。而实际配筋时横梁的横向粗钢筋离梁顶面比较
高，横梁的实际有效截面应该比实际梁高要矮。
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7楼 大 中 小 发表于 2007-11-6 08:16 只看该作者
我们的做法是，根据纵向计算的支反力，得到横梁的作用荷载，恒载分别按腹板均分和边中比1.2：1计算，活载反算成车辆荷载
按照各个控制截面最不利布置进行加载。
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2007-3-6
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技术员
8楼 大 中 小 发表于 2007-12-26 16:17 只看该作者
铁路横梁的计算
铁路横梁的计算的做法和公路的类似
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一般做法是
1 计算出纵向恒载反力 作为集中力按腹板平均分配
2 截面按实体计算
3活载取纵向最大反力 然后按线路中心线加载
请各位高手指正补充
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