梁格法计算建模横向联系刚度取用探讨

有经验的朋友一起探讨一下，横梁处怎么取，非横梁处怎么取，并说明理由

梁格法注意事项（下载的贴上来共享）

[ 本帖最后由 fagell 于 2008-6-16 11:37 编辑 ]

楼主应该建个实体模型比较,看相差大不大.
我建了一个梁格,用实体和用hambly模型计算出来的变形基本上是致的,
内力方面由于梁格法的各梁的刚度不同,所以导致内力分配和实体没法比较,
后来我用实体积分出来的内力跟梁格法也相差不了多少
但是应力方面个别单梁差很大

最近自己再学习梁格法建立模型，看了不少书，下面简单谈谈自己的一点对于箱梁梁格计算的总结：（问答型式）
以下为本人与钢结构论坛编辑对于梁格法的探讨，希望对你有用
问：
1.单箱双室箱梁截面，纵向梁格的抗扭惯性距按照书上与midas计算对比差别十倍，我是按照《桥梁上部构造性能》106页中的梁3的计算，到底以那个为准？戴公连老师按照书上编程，不知道大家一般采用哪种算法？
2.对于边梁，由于质心与建立梁的节点不重合导致预应力引起横向弯矩，如何在结果中扣除，这里前提是我采用的是psc截面中的工字截面和τ截面，采用腹板中心线建立的模型，并非采用数值型。我们知道，对于对称的直线桥梁结构预应力一般不会产生横向的弯矩，如何消除划分为梁格后的这一部分的影响？
3.同样的问题出在自重身上，梁格的纵梁一般是取腹板的中心线，而实际的形心要偏离几十公分，纵梁自重应该会产生扭矩，请问是不是加偏心产生的扭距？前提是我采用的是psc截面中的工字截面和τ截面
4.对于曲线桥梁，由于内外侧弧长不一致引起自重对于截面的质心产生扭距，采用梁格法后是否因为梁格本身长度的不同，不要考虑这一因素的影响了，即不要自己添加一个均布的扭距？
5.在计算完成后采用psc截面设计功能，除了普通钢筋的估算有些单元没有通过外，其余各项验算的结果均通过，那么是否可以认为满足规范的要求了？
既然极限承载状态都已经满足了，为何普通钢筋还是提示配置不够？（对于A类预应力构件）？

答：
1,对于纵向梁格的抗扭惯性矩，在论坛的关于梁格法的帖子里面我都有所论述，抗扭惯性矩的计算一定要按相关书籍中介绍的公式进行计算，否则是不准确的，因为输入的抗扭惯性矩实际上是顶底板的抗扭，另一部分抗扭由腹板来承担，因此梁格的抗剪面积也要输入准确。抗扭惯性矩本身没有统一的计算公式，因为开口截面和闭口截面的抗扭计算是相差很大的，因此在计算的时候一定要注意，对于梁格法的纵向抗扭要使得整个梁格断面的纵抗扭惯性矩与闭口箱型截面的抗扭惯性矩相等。你所说的差十倍不知道从何而来，不过要提醒你的是不要利用midas里面提供的所谓的梁格截面，也就是那种半边的梁。他的抗扭计算是按单独的开口截面计算的，不准确。
2，对于预应力的输入，要使得输入的预应力位置与整体截面中的位置一致，因此不管纵向梁格相对整体截面的位置是什么样的，只要保持预应力在整体截面中的坐标就可以了。
3，对于你所说的这个扭矩不知道是什么意思，不过，梁格法最终是为了等效实际的整体梁体，纵梁之间也有横向联系，没有扭矩是和约束的位置有关系的，因此你这条的考虑我觉得有点多虑了。
4，实际上，对于半径比较小的弯桥，引起扭矩的最主要原因是纵向弯矩耦合以后产生的扭矩，而不是由于内外弧线的长度差，长度差引起的扭矩只占其中的一小部分，并且如果用梁格法，内外侧纵梁也会体现其长度差，并且精度已经能满足要求，个人觉得没必要去增加扭矩了。
5，由于我们所说用的梁格就是建立柔性梁格从严格意义上来说并不是一个真正的空间计算，并且它也只是一个简化计算，其中的纵向弯矩等项目是可以采用的，但是有些结果是不能直接采用的，因此建议对于普通钢筋的计算还是不要采用psc截面设计功能，因为这些都是针对独立的单梁计算的。有些项目你可以直接用单根纵梁的结果来考虑配筋，但是对于抗扭等还是按整体截面来考虑吧。

问：对于第二个问题，我觉得还是有考虑的必要。当然在实际的钢束输入中一定要按照“对于预应力的输入，要使得输入的预应力位置与整体截面中的位置一致，因此不管纵向梁格相对整体截面的位置是什么样的，只要保持预应力在整体截面中的坐标就可以了。 ”，但是需要注意的是，如果我要做单梁的分析，那么在分析抗弯剪的时候，在查看截面应力的时候就会增加一项由于预应力引起的横向弯矩引起的应力，而在实际没有划分梁格之前的截面中是没有的，这一项应该去掉，关于去掉的方式，midas工作人员说可以在psc截面验算的时候选择二维+扭距，当然对于直线桥没有问题，但是对于曲线的桥梁，实际上预应力是会产生横向扭距的，当然即使是将预应力放在边梁截面的中心同样由于弯扭耦合，也会产生扭距，因此对于弯桥而言，，如何消除这一项的影响是十分关键的.
    当然避免出现上述问题的最好办法是将梁格截面划分的合理，使得截面的质心尽量与边梁腹板中心线重合，但是感觉有些困难，毕竟还要考虑中性轴的问题。
   同样的问题”对于你所说的这个扭矩不知道是什么意思，不过，梁格法最终是为了等效实际的整体梁体，纵梁之间也有横向联系，没有扭矩是和约束的位置有关系的，因此你这条的考虑我觉得有点多虑了。“我这里讲到的扭距指得是由于建立模型的节点与质心之间不一定重合，导致产生的扭距，但是考虑到横梁的传递作用，我们可以不考虑了。
答：我觉得对于梁格法的计算应该按照整体的计算来考虑，我们在等效的时候也是为了把离散以后的梁格在外界的作用下产生跟原结构相同的反应。因此，在考虑受力的时候不要把一根根纵梁单独拿出来考虑，他们并不是分离的没有关联的个体，而是由横向梁格相互联系的，例如说抗扭惯性矩，就是在考虑了剪力流的作用原理分成了腹板部分的抗扭和顶底板部分的抗扭，如果说是一个腹板的单根纵梁的话是没有腹板抗扭的问题的，因此对于预应力的横向分布，当你把梁格看作一个整体的时候，他们是对称布置的，不会产生横向的弯矩，或者说是相互抵消了，而从实际结构上如果单独拿出边梁那一部分来看，也会产生象梁格里面那样的对于腹板位置的扭矩，但这些效应对整体来说是抵消的，并且计算后你会发现这部分的弯矩，或者扭矩对于最后的应力组合结果来说是很小的，微不足道的。有限元计算本来就是一个近似的计算，会有很多假设，假设中本身就会忽略很多东西，例如说我们用单梁或者梁格根本就不考虑翘曲的作用，但是计算精度也会满足要求。因此在计算的时候应该抓大放小，有些对最后结果影响很小的东西可以不去考虑。

目前很多用程序分析的时候，都是模拟成无限刚度和等顶底板厚度的横向连接，大家有什么高见。

"2.对于边梁，由于质心与建立梁的节点不重合导致预应力引起横向弯矩，如何在结果中扣除，这里前提是我采用的是psc截面中的工字截面和τ截面，采用腹板中心线建立的模型，并非采用数值型。我们知道，对于对称的直线桥梁结构预应力一般不会产生横向的弯矩，如何消除划分为梁格后的这一部分的影响？
3.同样的问题出在自重身上，梁格的纵梁一般是取腹板的中心线，而实际的形心要偏离几十公分，纵梁自重应该会产生扭矩，请问是不是加偏心产生的扭距？前提是我采用的是psc截面中的工字截面和τ截面 "
以上两个问题我也遇到了,看了上面讨论还是没有搞明白,请各位高人再指点指点

另外还有一个问题,就是纵梁和横梁偏心位置是取上部对齐好点还是中心对齐好点

我这里有篇关于梁格法建模的论文,大家可以参考一下,希望对梁格法的理解有所帮助
粮格法看似简单,其实实际操作中很多细节需要我们注意的

希望对梁格法的理解有所帮助

此类问题，很值得讨论，希望大家都来发言

目前除了个别老师自己编写的梁各程序外，奥地利的TDV软件自己带了一个汉波利的梁各分析模型模块，可以通过截面的划分自动生成截面特性符合梁各的基本要求，比较方便。

TDV有这么好的功能？软件摸索得太多，感觉乱了

比如对于2楼第2条，我想大概是midas的技术支持回答的吧。他这样的回答还是存在一个问题，就是预应力束最终是要和梁相关联的，一旦关联，则用等代荷载计算时由于截面上横向几何位置产生了横向内力，这样产生的误差会很大。midas又说可以采用“2d＋扭”的方法来看结果（见5条）。
这样又带来了这样一个问题，即2d＋扭程序到底是怎么考虑应力的。是不是忽略的横向预应力在截面横向上所产生的内力。众所周知，由于弯箱梁内外腹板不一致所导致的各腹板预应力效应是不一致的，那么这种忽略必然导致总体计算中的扭矩计算不一致。
既然会产生这样或那样的问题，我们应该来重新审视一下梁格是否是万能的。实际上，对于纵横向的开口梁格结构，采用GM法是最好的计算模拟方法。而对于闭口截面，由于计算的假定条件就是剪力柔性梁格，所以就向汉勃利说的那样，既然是假定，那就都把他们忽略了吧。呵呵。在梁格基础上进行局部的修正不知道结果是怎么样了，可能对，也不能不对，因为理论到此为止了，没人更深入的研究下去。
再高的人，对于没有理论的横梁模拟也是抓瞎了。

梁格法的应用现在比较热门。当然梁格法最关键的问题就如本帖标题所提的横梁格的模拟。听说大连理工大学有人在专门研究这个问题，不知道最新的进展如何？

1.单箱双室箱梁截面，纵向梁格的抗扭惯性距按照书上与midas计算对比差别十倍，我是按照《桥梁上部构造性能》106页中的梁3的计算，到底以那个为准？戴公连老师按照书上编程，不知道大家一般采用哪种算法？
梁格建模中主要是考虑刚度的相等原则，纵梁抗扭刚度的计算按整体箱型断面自由扭转刚度平摊到各纵梁上。 开闭口截面的相差问题

最近一直在做梁格法的分析
分析一个55度斜交角的预应力变截面板梁桥。
做法如下：
1）将板梁从中轴线剖开，一边一半，截面的形心以及面积、惯性矩等特性基本不变。
2）因为斜交的角度大于20度，所以采用正交梁格，只是在墩顶和桥的端部采用斜梁连接。
想查看组合以后的截面应力，但是现在的问题是：单梁的每个截面的四个角点（1和2、3和4）的应力相差的比较大，不知道应该怎样来查看。

问题：
1）对于一个对称的梁来讲，1、2点也就是上缘还有3、4也就是下缘的应力是两两相同的，但是因为本结构横梁的影响，造成单梁1、2点应力不同；3、4点的应力也不相同，不知道这个结果怎样查看。
有人建议我查看最大值，还有人建议我查看内力，然后反算截面顶面和底面的应力，也就是求平均值（个人以为哈）
2）另外墩顶和端部的斜梁对结构的影响很大，比如温度力、预应力这些结构的自内力在这些地方造成的应力超大，墩顶出现很大的拉应力，这与我们常规的理解有很大的差距，是否是由于梁格法的模拟造成的？
查看墩顶斜梁的时候有很大的轴力，说明很大的一部分预应力作用在了墩顶的斜梁上，造成墩顶的预应力不足，拉力比较大。

请有相关经验的朋友指点。

梁格法在建模中有无可比拟的优势,但也存在不足.我个人觉得在复杂的桥梁建模中,可以手算的应该进行与建模的比较.

关于“对于梁格法的纵向抗扭要使得整个梁格断面的纵抗扭惯性矩与闭口箱型截面的抗扭惯性矩相等”，有点疑问，比如单箱单室，可以算的整体箱梁截面抗扭惯矩，然后平分，那么单箱三室，各纵梁的抗扭惯矩又该如何考虑？