移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析
交通运输工程与信息学报第5卷第3期 2007年9月Journal of Transportation Engineering and Information No.3 V o1.5 Sept.2007
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析舒富民等
Z
Y
X
交通运输工程与信息学报 2007年第3期
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析舒富民等
交通运输工程与信息学报 2007年第3期
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析舒富民等
第二章高层建筑的荷载作用与作用效应组合.
第4章高层建筑结构的计算分析和设计要求 4.1 高层建筑结构的计算分析 （1）随着高层的快速发展，层数多，高度大，平面布置和立面体形复杂，结构计算分析越来越重要，采用计算机进行计算分析已成为不可或缺的手段。（2）计算机技术和结构分析软件的普及，一方面使精度提高，另一方面为准确地了解结构的性能提供了技术手段。 因此，合理地选择计算分析方法，确定计算模型和相关参数，正确使用计算机分析软件，检验和判断计算结果的可靠性等对高层建筑结构至关重要。 4.1.1 结构计算分析方法 高层建筑结构应根据不同材料的结构、不同的受力形式和受力阶段，采用相应的计算方法。 主要有（1）线弹性分析方法 （2）考虑塑性内力重分布的分析方法 （3）非线性分析方法 （4）模型试验分析方法。 线弹性分析方法是最基本，也是最成熟的方法，目前大多采用该方法，实践证明，一般情况下该方法可以满足工程精度要求， 对复杂的不规则结构或重要的结构，可考虑非线性分析方法和模型实验方法 框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性引起的内力重分布，如在竖向荷载作用下，对框架梁端负弯矩乘以调幅系数，装配整体式框架取0.7—0.8，现浇式框架取0.8—0.9；抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于0.5。 理论分析、试验研究和工程实践表明，对高层建筑结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态，确保结构安全可靠。 4.1.2 结构计算模型 （一）计算模型 高层建筑结构是复杂的三维空间受力体系，应根据实际选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。可选择 （1）平面协同工作模型：平面和立面布置简单规则的框架结构、框架-剪力墙结构； （2）空间协同工作模型： （3）空间杆系模型：剪力墙结构、筒体结构和复杂布置的框架结构、框架-剪力墙结构应采用空间分析模型 （4）空间杆-薄壁杆系模型 （5）空间杆-墙板元模型 （6）有限元计算模型。 针对这些力学模型，目前我国均有相应的结构分析软件。 （二）计算假定： （1）楼盖（面）平面内刚度为无限大 （2）考虑楼板平面内刚度 为简化计算，可视楼（屋）面为水平放置的深梁，具有很大的平面内刚度，可近似认为其平面内为无限刚性。可使自由度数减小，计算大为简化。实践证明，对很多高层建筑结构可满足工程精度的要求。 若采用了刚性楼（屋）面板假定，设计上应采取措施保证楼（屋）面的整体刚度。如结构平面宜简单、规则、对称，平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大；宜采用现浇钢筋混凝土楼板；对局部削弱的楼面，可采取楼板局部加厚、设置边梁、加大楼板配筋等措施。 对（1）楼板有效宽度较窄或有较大开洞搂面、（2）狭长外伸段楼面、（3）局部变窄产生薄弱连接的楼面、（4）连体结构的狭长连接体搂面等，楼板面内刚度有较大的削弱，楼板会产生明显的平面内变形，与刚性楼板假定相差较大，计算时应考虑楼板平面内变形的影响。 考虑楼板平面内的刚度可采用将楼板等效为剪弯水平深梁的简化方法，也可采用有限单元法进行计算。
17 关于悬索桥移动荷载分析理解
关于悬索桥移动荷载分析理解 1 实例介绍 人行悬索桥桥跨150m，f/L=1/15，桥面宽4.5m。主缆和吊杆采用索单元模拟，其他为空间梁单元。 图1 有限元模型 图2 一次成桥验证 2 问题重现 在公路-Ⅱ级作用下，位移达到1756mm，如下图： 图3 移动荷载最大竖向位移
3 问题分析 一次成桥验证，桥梁的位移基本满足要求，表明在恒载作用下，索单元的无应力长度是合适的，成桥的设计状态是合理的。此时，关于索单元有大位移分析需要的几何刚度，到拆分析需要的平衡单元节点内力，以及小位移线性分析需要的初始单元内力。 施工阶段分析控制 当进行移动荷载分析时，索单元自动转化为桁架单元并考虑初始单元内力的影响（几何刚度），进行线性分析，此时移动荷载的分析状态为：活载+桁架单元（考虑初始单元内力）+成桥边界。但要注意，初始单元内力只有刚度效应，没有内力效应。实际移动荷载的分析状态为：活载+桁架单元（考虑初始单元内力）+桁架单元初拉力（由恒载内力产生）+成桥边界。对比发现，相差桁架单元初拉力，因此，程序进行移动荷载分析时，输出的位移是没有实际意义的。 4 验证 建立成桥模型：索改为桁架单元，给桁架单元添加恒载产生的初拉力，这样自重+初拉力进行线性分析时，应该达到成桥平衡状态。这也是实际的成桥分析状态。 图4 桁架模型成桥状态 由图可以看出，在自重+初拉力作用下，基本满足设计状态。 分别查看MVmax+初拉力和MVmin+初拉力位移
此时查看的位移，才是有实际意义的。但要注意仅是指线性分析合理的情况。 5 结果分析 实际位移达到1372mm，表明该桥的成桥刚度非常小，可以从成桥（自重）吊杆力看出。
第8-1章 移动荷载列作用下的桥梁动力分析
第三章 简支梁在移动荷载作用下动力响应分析 3.1 简支梁在匀速移动力作用下的位移响应 简支梁在移动力作用下的振动分析：如果移动荷载的质量与梁的质量相比小得多，就可以不考虑荷载的质量惯性力而简化成为图3-1所示的分析模型，相当于仅考虑移动荷载的重力作用，用一个移动的力P(t)来表示。 图3-1 移动力P （t ）作用下的简支梁模型 假设简支梁为等截面（EI 为常数），恒载质量均匀分布（单位长度梁的质量m 为常数），阻尼为粘滞阻尼（即阻尼力与结构的振动速度成正比），阻尼效应和质量及刚度性质成正比，荷载P （t ）以匀速V 在梁上通过，梁的运动满足小变形理论并在弹性范围内，按照图3-1所示的坐标系，梁的强迫振动微分方程可表示为： ()()2424 ,,(,)()(y x t y x t y x t m c EI x Vt t t x δ???++=????)p t （3-1） 对于简支梁，边界条件为：(0,)0,(,)0y t y L t ==。上式中c 为阻尼系数。 对式（3-1）的求解，其方法与之前求解偏微分方程的方法相同，即用振型分解法（数学上称分离变量法 ）。这一变换的表达式如（2-38）所示，为。 式中为广义振型坐标，是时间t 的函数；1(,)()()i i i y x t x q t φ∞ ==∑()i q t ()i x φ为主振型函数。这个式子说明：结构的任一合理位移都可以由此结构具有相应振幅的各个振型的叠加表示。 结构任一变形的振型分量均可由振型的正交特性得到。对于本章讨论的具有均匀截
面特性的梁，为了计算第n 阶振型对位移的贡献，把(2-38)式的两端都乘以()n x φ并进行积分，结果为 1 ()(,)()()()L L n i n n i x y x t dx q t x x dx φφ∞ ==∑∫ ∫φi （3-2） 由于振型的正交性，当时，等式的右边的积分为0，最终，无穷级数就只剩下一项。于是得到剩下的第n 项的振幅表达式为 n ≠ 2 ()(,)()()L n n L n x y x t dx q t x dx φφ=∫∫ （3-3） 按上述原理对简支梁的振动方程进行分解。将（2-38）式代入（3-1）式，得 2424 111 ()()() ()()()()()n n n n n n n n n d q t dq t d x m x c x EI q t x Vt p dt dt dx φφφδ∞ ∞∞ ===++=?∑∑∑t （3-4） 将上式的每一项都乘以第i 个振型函数()i x φ，并沿梁的全长积分，并考虑振型的正交性（根据前面的假定，结构的质量、刚度和阻尼均满足正交条件），第i 个振型的广义坐标运动方程为 2422240000 ()()() ()()()() ()()()L L L i n i i i i L i d q t dq t d x m x dx c x dx EIq t x dt dt dx x Vt p t x dx φφφφδφ++=?∫∫∫∫i （3-5） 对于等截面简支梁，振型函数可假定为三角函数，由于式中的下标均表示任意阶， 为方便叙述，用n 替代（3-5）中的i 表示，这时 ()sin n n x x L πφ= （3-6） 由于2 0sin 2 L n x L dx L π=∫ 0 ()()sin ()sin L n x n Vt x Vt p t dx P t L L ππδ?=∫ 则将（3-6）式代入（3-5）式，并积分，得到 24424 ()()()()sin 222n n n d q t dq t mL cL L n n Vt EIq t P t dt dt L L ππ++= （3-7）
低频周期扰动荷载与静载联合作用下岩爆过程的真三轴试验研究
第35卷第7期岩石力学与工程学报Vol.35 No.7 2016年7月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July，2016 低频周期扰动荷载与静载联合作用下岩爆过程的 真三轴试验研究 苏国韶1，2，胡李华1，2，冯夏庭3，王金欢1，2，张晓鹤1，2 (1. 广西大学土木建筑工程学院，广西南宁 530004；2. 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西南宁 530004； 3. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071) 摘要：利用自主研发的真三轴岩爆试验系统，以中粗晶粒花岗岩为岩石试样，在实现低频周期扰动荷载与静载联合作用下岩爆过程模拟的前提下，研究不同荷载影响因素对岩爆的影响。研究结果表明：在其他荷载参数固定的条件下，在轴向低频周期动力扰动荷载作用下，轴向静应力、第三主应力和扰动荷载幅值均存在岩爆方面的门槛值，当达到或超过门槛值时，试样发生岩爆的可能性急剧增大，此时这3个影响因素的小幅变化可导致岩爆弹射动能与岩爆碎块破碎程度的显著变化；在其他荷载参数固定的条件下，在0～3 Hz频率范围内，随着扰动荷载频率的增加，岩爆弹射动能呈先增大后减小的变化规律；静载作用下试样积聚足够大的弹性能和扰动荷载持续输入足够大小和合适速率的能量是此类岩爆发生的能量条件；试样弹性应变能小幅度突增且弹性应变能极限存储能力快速下降的“双向背离效应”是此类岩爆发生的能量机制。 关键词：岩石力学；岩爆；扰动荷载；真三轴试验 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2016)07–1309–14 True triaxial experimental study of rockburst process under low frequency cyclic disturbance load combined with static load SU Guoshao1，2，HU Lihua1，2，FENG Xiating3，WANG Jinhuan1，2，ZHANG Xiaohe1，2 (1.School of Civil and Architecture Engineering，Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China；2. Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety of Ministry of Education，Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China；3. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan，Hubei 430071，China) Abstract：Rockburst process of mid-coarse grained granite specimens was simulated under the cyclic loading of low frequency combined with the static loading using the true triaxial rockburst system developed in-house. The influence of different loading factors on rockburst was studied. When the other load variables were fixed，the axial static stress，the third principal stress and the disturbance amplitude all have a threshold value for rockburst under the cyclic loading of low frequency. If these thresholds were exceeded，the possibility of rockburst increased rapidly and a slight fluctuation of these factors could cause the significant change of the kinetic ejecting energy of rock and the broken degree of fragments. When the other load variables were fixed and the frequency was in the range of 0–3 Hz，the kinetic ejection energy increased first then decreased with the frequency increasing. Enough elastic energy from the static load and suitable energy rate from the cyclic load continuously were the basic 收稿日期：2015–09–07；修回日期：2015–11–02 基金项目：国家自然科学基金资助项目(41472329) Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No. 41472329) 作者简介：苏国韶(1973–)，男，1995年毕业于广西大学水利水电工程专业，现任教授、博士生导师，主要从事深部岩体力学与工程安全方面的教学与研究工作。E-mail：suguoshao@https://www.360docs.net/doc/518856251.html,
Midas-移动荷载-设置流程
midas Civil 技术资料 ----移动荷载设置流程 目录 midas Civil 技术资料 1 ----移动荷载设置流程 1 一、定义车道线（车道面） 2 二、定义车辆荷载 5 三、定义移动荷载工况 7 四、移动荷载分析控制 9 五、运行并查看分析结果 12 参考文献 14 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 2013/05/17
本章主要结合中国规范JTG D60-2004[1]进行纵向（顺桥向）移动荷载分析介绍，移动荷载分析主要是计算移动荷载（车道、车辆或人群荷载）在指定路径上（车道线、车道面）移动时产生的各种效应（反力、内力、位移、应力）的包络结果，具体分析过程如下：（1）定义车道线/面； （2）定义车辆荷载--车道荷载、车辆荷载、人群荷载等活荷载； （3）定义移动荷载工况； （4）定义移动荷载分析控制； （5）运行分析并查看结果。 一、定义车道线（车道面） 荷载>移动荷载>移动荷载规范-china，定义车道线或车道面，确定移动荷载路径，程序提供车道单元和横向联系梁两种方法，其中，车道单元法是将作用在车道中心线上的荷载换算到车道单元上（换算为集中力和扭矩），单梁模型中常用；而横向联系梁法是将移 图1-1车道单元法及横向联系梁法示意图 动荷载作用在横梁上，然后由横梁按比例传递到临近的纵梁单元上，梁格模型中常用，此时需要将横梁定义成为一个结构组，传力示意如图1-1所示。 随后即可进行车道线定义，首先是“斜交角”设置，对于斜桥梁格模型可以输入起点和终点的斜交角度，此设置需跟横向联系梁法配合使用，车道单元法不需要设置此项。 “车辆移动方向”，对于直桥，选择三者无差别；如果是斜桥，则车辆移动方向不同，分析结果也不同，故要选择“往返”。
移动荷载作用下主梁绝对最大弯矩的计算
移动荷载作用下主梁绝对最大弯矩的计算 摘要：在设计起重机梁等承受移动荷载的结构时，利用内力包络图可以求的在横荷载和移动活荷载共同作用下各杆件、各截面可能出现的最大内力、最小内力。其中弯矩包络图表示各截面的最大弯矩值，其中弯矩最大者称为绝对最大弯矩。我们已经学习了简支梁绝对最大弯矩的求法，那么主梁在移动荷载作用下绝对最大弯矩的求法是怎样的呢？本文根据简支梁绝对最大弯矩的求法，给出了一组平行荷载直接沿着纵梁移动时，主梁承受结点荷载作用下绝对最大弯矩的计算方法。 关键词：结点荷载，绝对最大弯矩，主梁，影响线 桥梁或房屋建筑中的某些主梁，是通过一些次梁（纵梁和横梁）将荷载传递到主梁上的。主梁这些荷载的传递点称为主梁的结点。从移动荷载来说，不论是荷载作用在次梁的哪些位置，其作用都是通过这些固定的结点传递到主梁上。如下图所示： 本文研究的主要问题是一组平行荷载直接沿着纵梁移动时怎样判断主梁绝对最大弯矩的发生的截面位置和计算主梁的绝对最大弯矩（假定相邻两横梁间的距离、节间距是相等的）。 1.主梁绝对最大弯矩的发生截面位置 回想我们学过的简支梁，有两种计算方法。一种是近似计算，划分30个以上等分截面，画出梁的弯矩包络图，采取电算的方法。另一种是精确计算，也是最常用的方法。它的求法是：由于荷载在任一位置时，梁的弯矩图顶点永远发生在集中荷载下。因此可以断定，绝对最大弯矩必定发生在某一集中何在的作用点。 取一集中荷载F pcr ，它的弯矩为： F R 为梁上实际荷载的合力，M cr 为F Pcr 以左梁上实际荷载对F Pcr 作用点的力矩，a 为F R 与 F Pcr 作用线之间的距离。经分析可得，F pcr 作用点弯矩最大时，梁的中线正好平分F pcr 与F R 之间的距离。如下图所cr R cr yA M x L a x L F M x F M ---=-=
道路桥梁荷载计算与设计方法
道路桥梁荷载计算与设计方法 摘要：桥梁荷载是指桥梁结构设计所应考虑的各种可能出现的荷载的统称。本文依托实测车辆的统计数据，对桥梁车辆设计荷载进行了研究和分析,为公路桥梁荷载设计理念和设计方法的逐步完善实现科学化和合理化。 关键词：设计荷载；公路桥梁；荷载效应；分项系数 前言 桥梁荷载是指桥梁结构设计所应考虑的各种可能出现的荷载的统称，包括恒载、活载和其他荷载。包括铁路列车活载或公路车辆荷载，及它们所引起的冲击力、离心力、横向摇摆力（铁路列车）、制动力或牵引力，人群荷载，及由列车车辆所增生的土压力等。在公路桥上行驶的车辆种类很多，而且出现机率不同,因此把大量出现的汽车排列成队,作为计算荷载；把出现机率较少的履带车和平板挂车作为验算荷载。车辆活载对桥梁结构所产生的动力效应中，铅直方向的作用力称冲击力、它使桥梁结构增加的挠度或应力对荷载静止时产生的挠度或应力之比称为动力系数μ，也称冲击系数。最近的研究成果把动力系数分为两部分：一为适用于连续完好的线路部分μ1；另一为受线路不均匀性影响部分μ2。动力系数则为μ1与μ2之和。在计算公式中，除考虑桥梁的跨度外，反映了车辆的运行速度和桥梁结构的自振频率。公路桥梁汽车荷载的冲击力为汽车荷载乘以冲击系数，平板挂车和履带车不计冲击力。 1 公路桥梁荷载标准 2004 年修订的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）采用车道荷载形式。2004 版公路桥梁荷载标准中规定：汽车荷载修改调整为车道荷载的模式，废除车队荷载计算模式。并且提出车道荷载的均布荷载kq和集中荷载KP 的标准值 2 荷载效应计算 2.1 影响线计算 桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用，结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此，需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下，结构内力的变化规律，将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1 的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律，其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力（或支座反力）在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以，影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料
移动荷载作用下路面结构的动力响应
移动荷载作用下路面结构的动力响应 摘要 现实情况中车辆总是以一定速度行驶在路面上的，因此研究沥青路面在车辆移动荷载作用下的动态响应是掌握路面结构行为的必要条件。建立刚性基层沥青路面的三维有限元模型，分析移动荷载作用下路面结构的动力响应。分析得出了荷载正下方不同深度处节点竖向剪应力he各结构层底弯拉应力的时间历程曲线。结果表明，在移动荷载作用下，路面结构的动力响应具有明显的波动性质，与静荷载作用有明显区别。 绪论 目前国内现有的道路设计方法通常将车辆荷载简化为双圆均布荷载静荷载，以双轮单轴BZZ-100(100kN)为标准轴载，以设计弯沉值作为路面整体刚度的控制指标，对沥青混凝土面层和基层、底基层进行层底弯拉应力的验算[1]，经过大量的使用实验证明，现有规范设计模型具有很大的局限性。这是因为现实中车辆都是以一定的速度行驶在路面上，属于是移动荷载，路面结构在移动荷载作用下的力学响应与静力响应明显不同。因此研究移动荷载作用下路面结构的动力响应更具有实际意义。大量国内外学者对弹性层状体系在动荷载作用下的力学响应作了理论研究。Siddharthan[2][3]结合弹性力学原理，建立层状体系动力学模型，研究了材料粘弹性对路面结构动力响应的影响。Lv[4]采用Green函数、Laplace 积分变换和Fourier变换等方法求解出Kevlin地基上的无限大板在移动荷载作用下动态响应的数值求解。 钟阳、孙林[5]等利用Laplace-Hankel联合积分变换和传递矩阵相结合的方法推导出了轴对称半空间层状弹性体系动态反应的理论解，为进行路面结构的动态反应分析和路面材料参数的动态反算提供了一种行之有效的方法。董泽蛟、曹丽萍[6]等采用ADINA建立了移动荷载作用下多层线弹性的三维沥青路面有限元分析模型，模拟分析了移动荷载作用下路面结构的三向应变动力响应。 鉴于理论解都涉及到较复杂的积分变换和无穷积分，最终只能采用数值方法求解。本文采用Abaqus建立移动荷载作用下三维沥青路面动力响应分析的有限元模型，分析移动荷载作用下路面结构的竖向剪应力和层底弯拉应力。以应力分析研究移动荷载作用下路面结构的动力动力响应，以便为路面结构设计和路面养护提供一定参考。 1 动力学有限元计算原理 根据沥青路面层状弹性体系结构的基本假定以及弹性动力学的Hamilton变分原理，可以建立路面系统在移动荷载作用于下的有限元动力方程： (1)
中英桥梁移动荷载对比研究
第16卷 第10期 中 国 水 运 Vol.16 No.10 2016年 10月 China Water Transport October 2016 收稿日期：2016-08-05 作者简介：曾 卓（1986-），女，2011年毕业华中科技大学，桥梁与隧道工程专业，研究生，中交武汉港湾工程设计研 究院有限公司，工程师。 乔长江（1985-），男，武汉市政工程设计研究院有限责任公司，工程师。 中英桥梁移动荷载对比研究 曾 卓1 ，乔长江2 （1. 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000； 2. 武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023） 摘 要：基于目前越来越多的国际项目的背景下，将在国际上广泛使用的英国规范BS5400-2中的移动荷载与中国规范（JTG D60-2015）的移动荷载进行了对比，同时将2006版和1978版英国规范的荷载效应也进行了对比分析。得到了对于中小跨径简支梁、连续梁，即使在中国规范考虑冲击系数的情况下，06版英国规范的移动荷载效应仍然比中国规范大16%~20%。本文可以作为相关海外项目很好的参考。 关键词：BS5400；移动荷载；英国规范；冲击系数；中国公路桥涵设计通用规范 中图分类号：U441.2 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）10-0184-03 一、概述 近年来伴随着“一带一路”和“走出去”战略，我国的工程建设企业在国外的项目越来越多，而英国作为曾经的老牌殖民地国家，曾经在地球上有着广阔的版图，于是英国标准在全球有着广泛的认可度和使用度（特别是对于曾经的英属殖民地国家），于是对英标可以熟练的使用并有深刻的认识成为了新时代对于海外项目的工程师们的新的要求。而桥梁设计领域在我国的海外项目中又占有相当重要的地位，许多重大桥梁会成为当地的新地标，对于树立中国的国际形象，改善当地居民的出行条件有着十分重要的意义。本文就中国桥梁设计通用规范（JTG D60-2015）[1]与英国桥梁设计规范（BS5400-2-2006[2]，BS5400-2-1978[3]）对于桥梁的移动荷载进行对比研究，在对比中引入英标的旧规范是因为在一些国家和地区仍然使用的是旧版本的规范。在本文中引入工程实例，对几种荷载对于桥梁产生的效应进行了对比研究，希望可以作为海外设计项目的参考。 二、车道荷载对比研究 图1 HA 均布荷载加载曲线（2006版） (注：Load W per metre of lane 车道每延米荷载W, Loaded length L 加载长度 L） 图２ HA 均布荷载加载曲线（1978版） (注：Load W per metre of lane 车道每延米荷载W, Loaded length L 加载长度L） BS5400-2中公路桥梁移动荷载分为HA 和HB 荷载，HA 荷载是一个均布荷载加上一个集中荷载，均布荷载根据加载长度变化，图一为BS5400-2（2006）的HA 均布荷载变化曲线，图2为BS5400-2（1978）的HA 均布荷载变化曲线，集中荷载在两版规范中对每一个计算车道均为120kN。 从两张图我们可以直观的看到新规范对于较小的加载长度荷载有明显的提升，下表中为不同加载长度HA 均布荷载的变化以及新老规范均布荷载的对比。 表1 不同加载长度HA 均布荷载变化 L（m）BS5400（1978） BS5400（2006） 差值比（%） 10 30.0 71.8 139.5 20 30.0 45.1 50.5 30 30.0 34.4 14.7 40 26.2 28.4 8.4 50 23.5 24.4 3.8 60 21.6 23.9 10.7 70 20.1 23.5 17.3 80 18.8 23.2 23.3 90 17.8 23.0 28.9 100 16.9 22.7 34.1
荷载判断题
二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”）（每空2分，共计16分） 1. 可靠指标 越大，结构可靠程度越高。（√） 2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（×） 3. 结构的失效概率fP等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。（×） 4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。（√） 5. 结构重要性系数是用来调整不同安全等级结构的目标可靠指标的。（5.√） 6. 延性破坏构件的目标可靠指标要大于脆性破坏构件的相应值。（×） 7. 荷载标准值是设计基准期内在结构上时而出现的较大可变荷载值。（×） 8. 对于结构不同的设计状况，均应进行正常使用极限状态设计。（×） 9.严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。（×） 10.狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。（√） 11.广义的荷载包括直接作用和间接作用。（√） 12.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。（×） 13.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。（√） 14.土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。（×） 15.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。（×） 16.雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（×） 17.雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。（×） 18.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定同时出现。（√） 19..汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷载是一集中力加一均布荷载的汽车重力形式。（×） 20.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。（√） 21．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。（×） 22.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。（√） 23.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。（√） 24波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。（√） 25.先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。（√） 26在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。（×） 27.结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。（×） 28.温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。（√） 29.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。（√） 30.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。（√） 31.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。（√） 32.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间虽然无摩擦力，但仍有剪力存在。 33.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（√） 34.不但风的作用会引起结构物的共振，水的作用也会引起结构物的共振。（√） 35.平均风速越大，脉动风的幅值越大，频率越高。（×） 36.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。（√） 37.地震作用中的体波可以分为横波和纵波，两者均可在液体和固体中传播。（×）
第二章荷载与作用
第二章荷载与作用 1．作用于高层房屋的荷载有哪两种？在地震区与非地震区分别是由哪些荷载起控制作用？ 答：作用于高层房屋的荷载有两种：竖向荷载与水平荷载，竖向荷载包括结构自重和楼（屋）盖上的均布荷载，水平荷载包括风荷载和地震作用。 在多层房屋中，往往以竖向荷载为主，但也要考虑水平荷载的影响，特别是地震作用的影响。随着房屋高度的增加，水平荷载产生的内力越来越大，会直接影响结构设计的合理性、经济性，成为控制荷载。因此在非地震区，风荷载和竖向荷载的组合将起控制作用，而在地震区，则往往是地震作用与竖向荷载组合起控制作用。 2．什么是风荷载？ 答：风受到地面上各种建筑物的阻碍和影响，风速会改变，并在建筑物表面上形成压力或吸力，这种风力的作用称为风荷载。 3．什么是基本风压值0w 、风载体型系数s μ、风压高度变化系数z μ、风振系数z β 答：（1）基本风压值0w 基本风压值0w 系以当地比较空旷平坦地面上离地10m 高统计所得的重现期 为50年一遇10min 平均最大风速0v （m/s ）为标准，按0w =20v /1600确定的风压 值。它应根据现行《荷载规范》中“全国基本风压分布图”采用，但不得小于0.3 kN/㎡。 （2）风载体型系数s μ 风载体型系数s μ是指实际风压与基本风压的比值。它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型与尺度有关，也与
周围环境和地面粗糙度有关。当风流经建筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，即产生压力和吸力。 μ （3）风压高度变化系数 z μ，应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》确定。 风压高度变化系数 z β （4）风振系数 z 风对建筑结构的作用是不规则的，通常把风作用的平均值看成稳定风压（即平均风压），实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在平均侧移附近振动。对于高度较大、刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，使振幅加大，在设计中必须考虑。 β。目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数 z 4．什么是地震波？分为哪两类？ 答：当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积蓄的变形能突然释放，它以波的形式从震源向四周传播，这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同，可将其分为体波和面波。 5．什么是地震的震级？根据震级可将地震划分为哪几级？ 答：地震的震级是衡量一次地震释放能量大小的等级，震级M可用公式表达如下： = A M log （2-1） 式中A即是上述标准地震记录仪在距震中100km处记录到的最大振幅。例如，在距震中100km处标准地震记录仪记录到的最大振幅A=100mm=100000μm，则=A M，即这次地震为5级。 5 = log5= 10 log 震级差一级，能量就要差32倍之多。根据震级可将地震划分为：微震（2级以下，人一般感觉不到，只有仪器才能记录到），有感地震（2～4级），破坏性地震（5级以上），强烈地震（7级以上）。
公路桥梁设计荷载研究
公路桥梁设计荷载研究 文章依托实测车辆的统计数据，对桥梁车辆设计荷载进行了研究和分析，为我国公路桥梁荷载设计理念和设计方法的逐步完善及其科学化和合理化提出一点看法，以供同行参考。 标签：设计荷载；公路桥梁；荷载效应；分项系数 1 公路桥梁荷载标准现状 2004年修订的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）采用车道荷载形式如图1所示。2004版公路桥梁荷载标准中规定：汽车荷载修改调整为车道荷载的模式，废除车队荷载计算模式。并且提出车道荷载的均布荷载kq和集中荷载KP的标准值。 2 车辆荷载效应计算理论 2.1 影响线计算 桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用，结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此，需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下，结构内力的变化规律，将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律，其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力（或支座反力）在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以，影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料情况、施工条件、造价等因素，根据路基地质条件，几种可供考虑的路基处理方案。勘察工作提供的资料一般仅作一般性的对软土描述，土的物理力学组成状况性质指标没有提供。结构力学中认为影响线是一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时某一量值变化规律图形。实际上，影响线是以荷载位置为变量的某量值的函数。 有限元法目前被公认是求解工程中所遇到的各种问题的有效通用方法，实际上，其应用范围还要广泛得多。桥梁结构影响线一般采取此种方法。 2.2 横向分布系数计算 上个世纪三十年代开始“荷载横向分布”概念得到应用，桥梁空间结构的计算理论被大量的试验验证和研究，于是用平面问题可以来处理空间计算问题，合理地简化为空间问题提供了实用理论的计算方法。该方法计算原理是用一个近似的影响面去代替精确的影响面。荷载横向分布的原理可以归纳如下：（1）建立在用
桥梁移动荷载分析
13. 移动荷载分析 概述 在3跨连续梁施加移动荷载 (标准车辆荷载) 时，根据影响线估算出各截面的最大截面力, 查看产生最大截面力的移动荷载的位置。 材料 混凝土设计标准抗压强度 : 270 kgf/cm2 截面 形状 : 实腹长方形截面 形状 : B x H = 3000 x 1000mm 荷载 1. 标准移动荷载 : QC-20 2．支座沉降：1.0cm 图 13.1 分析模型（单位m）
设定基本环境 打开新文件以‘活荷载.mgb’为名保存。单位体系为设置为‘m’和‘tonf’。 文件/ 新文件 文件/ 保存( 活荷载 ) 工具 /单位体系 长度 > m ; 力 > tonf 图 13.2 设定单位体系
设定结构类型为X-Z平面。 模型 / 结构类型 结构类型 > X-Z 平面? 定义材料以及截面 连续梁的材料选择混凝土 (设计标准抗压强度 270 kgf/cm2)，输入截面数据。 模型 / 特性 / 材料 材料号( 1 ) ; 类型 >混凝土 规范 > GB-Civil(RC) ; 数据库 >30? 模型 / 特性 / 截面 数据/用户 截面号( 1 ) ; 名称( 长方形 ) 截面形状> 实腹长方形截面 ; 用户 H ( 1 ) ; B ( 3 ) ? 图 13.3 定义材料图 13.4 定义截面
建立单元 首先输入节点, 然后用扩展单元功能建立连续梁。 正面, 捕捉点 (关) 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开) 捕捉单元 (开) 自动对齐(开) 节点号 (开) 模型 / 节点 / 建立节点 坐标( 0, 0, 0 ) ? 模型 / 单元 / 扩展单元 全选 扩展类型 > 节点 线单元 单元属性 > 单元类型 >梁单元 材料 > 1:30 ; 截面 > 1:长方形 ; Beta 角( 0 ) 一般类型 > 复制和移动 ; 移动和复制> 等间距 dx, dy, dz ( 35/14, 0, 0 ) ; 复制次数( 14 )? 图 13.5 建立连续梁
midasCivil在桥梁承载能力检算和荷载试验中的应用(以Civil_V2012为例)
目录 1桥梁承载能力检算评定 (2) 1.1检算总述 (2) 1.2作用及抗力效应计算 (2) 2桥梁荷载试验 (7) 2.1静载试验 (7) 2.1.1确定试验荷载 (7) 2.1.2试验荷载理论计算 (10) 2.1.3试验及数据分析 (13) 2.1.4试验结果评定 (16) 2.2动载试验 (17) 2.2.1自振特性试验 (17) 2.2.2行车动力响应试验 (19) 2.2.2.1移动荷载时程分析 (19) 2.2.2.2动力荷载效率 (31) 2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (32) 参考文献 (33)
结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。 1桥梁承载能力检算评定 1.1检算总述 进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。 1.2作用及抗力效应计算 为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义
移动荷载作用下主梁绝对大弯矩的计算结构力学
移动荷载作用下主梁绝对大弯矩的计算结构力学
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
移动荷载作用下主梁绝对最大弯矩的计算 摘要：在设计起重机梁等承受移动荷载的结构时，利用内力包络图可以求的在横荷载和移动活荷载共同作用下各杆件、各截面可能出现的最大内力、最小内力。其中弯矩包络图表示各截面的最大弯矩值，其中弯矩最大者称为绝对最大弯矩。我们已经学习了简支梁绝对最大弯矩的求法，那么主梁在移动荷载作用下绝对最大弯矩的求法是怎样的呢？本文根据简支梁绝对最大弯矩的求法，给出了一组平行荷载直接沿着纵梁移动时，主梁承受结点荷载作用下绝对最大弯矩的计算方法。 关键词：结点荷载，绝对最大弯矩，主梁，影响线 桥梁或房屋建筑中的某些主梁，是通过一些次梁（纵梁和横梁）将荷载传递到主梁上的。主梁这些荷载的传递点称为主梁的结点。从移动荷载来说，不论是荷载作用在次梁的哪些位置，其作用都是通过这些固定的结点传递到主梁上。如下图所示： 本文研究的主要问题是一组平行荷载直接沿着纵梁移动时怎样判断主梁绝对最大弯矩的发生的截面位置和计算主梁的绝对最大弯矩（假定相邻两横梁间的距离、节间距是相等的）。 1.主梁绝对最大弯矩的发生截面位置
回想我们学过的简支梁，有两种计算方法。一种是近似计算，划分30个以上等分截面，画出梁的弯矩包络图，采取电算的方法。另一种是精确计算，也是最常用的方法。它的求法是：由于荷载在任一位置时，梁的弯矩图顶点永远发生在集中荷载下。因此可以断定，绝对最大弯矩必定发生在某一集中何在的作用点。 取一集中荷载Fpcr ，它的弯矩为： FR 为梁上实际荷载的合力，Mcr 为FPcr 以左梁上实际荷载对FPcr 作用点的力矩，a 为FR 与 FPcr 作用线之间的距离。经分析可得，Fpcr 作用点弯矩最大时，梁的中线正好平分Fpcr 与FR 之间的距离。如下图所示： 比较各个荷载作用点的最大弯矩，选择其中最大的一个，就是绝对最大弯矩。 与简支梁类似，当一组平行荷载直接沿着纵梁移动时，主梁在任意时刻的弯矩图总是呈折线图形，弯矩图的顶点永远位于集中荷载作用点，也就是各结点截面。因此，主梁绝对最大弯矩将发生在某结点截面，发生绝对最大弯矩的移动荷载位置就是该结点截面弯矩最大值对应的最不利荷载位置。 简支梁的绝对最大弯矩通常发生在梁的跨中截面附近，因此设计计算中可以用跨中截面的最大弯矩近似代替绝对最大弯矩，一般误差在 5℅ 以内。所以可以用以下方法快速判别绝对最大弯矩发生截面位置：当荷载数目较多时（多于4个），首先判别跨中截面发生最大弯矩时的荷载位置，然后稍稍移动该荷载位置， cr R cr yA M x L a x L F M x F M ---=-=
静动力作用下高拱坝坝肩稳定性三维分析
第27卷增1岩石力学与工程学报V ol.27 Supp.1 2008年6月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June，2008 静动力作用下高拱坝坝肩稳定性三维分析 王忠耀1，2，李明超1，2，秦朝霞1，2，梁辉2，张伯艳3 (1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2. 中国水电工程顾问集团公司中南勘测设计研究院，湖南长沙 410014； 3. 中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心，北京 100044) 摘要：按照静载设计、动载复核的设计原则，基于地质勘测资料，针对坝肩抗滑稳定问题的三维特性，采用关键块体理论来识别和描述被结构面切割的岩体，确定相应的控制性滑块，进而运用程序实现三维刚体极限平衡法，选取不同高程的试算面对某水电站300 m级高拱坝左、右岸坝肩的静动力抗滑稳定性进行计算分析。在动力分析中，将坝体、库水及其地基作为整个体系，充分考虑坝体、地基和库水三者的动力相互作用。静动综合计算分析的结果表明，拱坝左、右岸坝肩在静力作用下是安全的，且安全富裕较大；在地震作用下也是安全的，但安全裕度不大。这为该拱坝的设计和论证提供了重要的科学依据。 关键词：水利工程；坝肩稳定性；高拱坝；三维分析；水电工程 中图分类号：TV 311；TV 312 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)增1–3058–06 3D ANALYSIS OF HIGH ARCH DAM ABUTMENT STABILITY UNDER STATIC AND DYNAMIC LOADINGS WANG Zhongyao1，2，LI Mingchao1，2，QIN Zhaoxia1，2，LIANG Hui2，ZHANG Boyan3 (1. College of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin300072，China；2. Mid-south Design and Research Institute，China Hydropower Engineering Consulting Group Co.，Changsha，Hunan410014，China；3.Earthquake Engineering Research Center，China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing100044，China) Abstract：According to the principles of static forces for designing and dynamic forces for checking，3D critical block theory is used to identify and describe all removable blocks based on the geological exploration data. Then the corresponding dominative sliding blocks are determined. For the 3D features of the abutment stability problem，the program of 3D rigid body limit equilibrium method is developed to compute and analyze the sliding resistance stability of high arch dam abutments of a hydropower station，nearly 300 m in height，under static and dynamic loadings with several different elevation planes. In dynamic analysis method，the arch dam，reservoir water body and dam foundation are regarded as an integrated system，so that the dynamic interaction between the blocks and dam body can be effectively considered. The results obtained by the method integrating static and dynamic loadings indicate that the arch dam abutments of both sides are stable under static loading with enough margin of safe. While under the action of earthquake，the dam is safe though the factor of safety is not very high. All of these provide significant scientific bases for design and demonstration of high arch dam. Key words：hydraulic engineering；abutment stability；high arch dam；3D analysis；hydropower engineering 收稿日期：2006–11–21；修回日期：2007–02–21 基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2007CB714101)；中国博士后科学基金项目(20070420706) 作者简介：王忠耀(1960–)，男，1987年毕业于武汉水利电力学院水利水电工程建筑专业，现为博士研究生、教授级高级工程师，主要从事水工建筑物设计和施工方面的研究工作。E-mail：lmc@https://www.360docs.net/doc/518856251.html,