偏心受压构件计算长度的计算-公规院.ppt

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偏心受压构件计算长度的偏心受压构件计算长度的确定确定2005年年11月月18日日袁袁洪洪yh1.1.问题的提出问题的提出2.2.一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件3.3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数4.梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数5.结语结语提提纲纲yh1.问题的提出问题的提出柱形构件柱形构件弯矩弯矩二次弯矩二次弯矩轴力轴力弯矩增大系数计算公式弯矩增大系数计算公式yh1.问题的提出问题的提出弯矩增大系数计算公式弯矩增大系数计算公式荷载荷载计算长度计算长度杆件自杆件自身荷载身荷载横向横向荷载荷载边界边界条件条件yh1.问题的提出问题的提出标准的边界条件标准的边界条件弹簧约束边界条件弹簧约束边界条件由于构件件的相互作用，一由于构件件的相互作用，一般均可视为转动约束弹簧、般均可视为转动约束弹簧、水平约束弹簧作用，或者两水平约束弹簧作用，或者两者的共同作用。

者的共同作用。

yh一般问题分析一般问题分析连续刚构双壁墩分析连续刚构双壁墩分析水平约束弹簧柱分析水平约束弹簧柱分析1.问题的提出问题的提出yh1.1.问题的提出问题的提出2.2.一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数4.梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数数5.结语结语提提纲纲yh计算图式计算图式A端：

端：

固结固结B端：

端：

设置转动约束弹簧、水、设置转动约束弹簧、水、平约束、弹簧平约束、弹簧荷载：

荷载：

柱顶作用轴向荷载柱顶作用轴向荷载P。

计算图式计算图式2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件yh计算图式计算图式挠曲线微分方程挠曲线微分方程2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件yh挠曲线微分方程挠曲线微分方程2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件A端：

端：

水平位移为水平位移为0转角为转角为0B端：

端：

水平位移水平力水平位移水平力水平弹簧刚度水平弹簧刚度转角弯矩转角弯矩转动弹簧刚度转动弹簧刚度边界条件边界条件yh根据边界条件可得挠曲线微分方程为：

根据边界条件可得挠曲线微分方程为：

挠曲线微分方程挠曲线微分方程2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件计算长度系数：

计算长度系数：

yh表解法表解法2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件转动刚度比转动刚度比水平刚度比水平刚度比设定设定yh表解法表解法2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件yh表解法表解法2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件00.0250.050.10.20.30.40.50.7511.5251001.931.861.751.601.501.411.371.281.221.161.121.050.0251.911.841.791.691.551.461.391.341.251.201.141.101.041.010.051.831.771.721.631.511.421.361.311.231.181.121.091.021.000.11.701.651.611.531.431.351.301.261.181.141.081.051.000.980.21.501.471.441.381.301.241.201.161.101.071.021.000.950.930.31.361.341.311.271.201.161.121.091.041.010.970.950.910.890.41.261.241.221.181.131.091.051.030.990.960.930.910.870.860.51.181.161.141.111.061.031.000.980.940.920.890.870.840.830.751.031.021.000.980.950.920.900.880.850.830.810.800.780.7710.940.930.920.900.870.840.820.810.780.770.750.740.720.721.50.830.820.810.790.770.750.730.710.690.680.660.660.650.6420.780.770.760.740.720.700.680.670.640.620.610.600.590.5950.720.710.700.690.670.660.640.630.610.590.570.560.520.51100.700.700.690.670.650.640.630.610.590.570.560.522.001.030.710.51yh结论结论2.一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件一端固结一端转动约束和水平约束弹簧支撑杆件边界边界条件条件弹簧约弹簧约束刚度束刚度弹簧约束刚度比弹簧约束刚度比查表求得计查表求得计算长度系数算长度系数yh1.1.问题的提出问题的提出2.2.一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件一端固结一端水平和转动约束弹簧支撑杆件3.3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数4.4.梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系梁式桥桥墩考虑墩顶水平刚度的计算长度系数数5.结语结语提提纲纲yh分析工况分析工况3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数情况一：

情况一：

两薄壁墩受到同样大的竖两薄壁墩受到同样大的竖向力，向力，同时出现失同时出现失稳稳。

主要出现在：

主要出现在：

施工阶段正在平衡施工阶段正在平衡悬浇混凝土，当不悬浇混凝土，当不考虑或较少考虑不考虑或较少考虑不平衡弯矩时的情况。

平衡弯矩时的情况。

yh分析工况分析工况3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数情况二：

情况二：

两薄壁墩受到的竖向力较悬两薄壁墩受到的竖向力较悬殊，殊，一片墩柱出现失一片墩柱出现失稳稳。

主要出现在：

主要出现在：

施工阶段，当考虑施施工阶段，当考虑施工风载与不平衡恒载工风载与不平衡恒载弯矩组合时；弯矩组合时；使用阶段，当考虑风、使用阶段，当考虑风、温度等最不利工况组温度等最不利工况组合时的情况。

合时的情况。

yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数假定假定只承受作用于节点的竖只承受作用于节点的竖向荷载，忽略向荷载，忽略横梁荷载横梁荷载及及水平荷载产生杆端弯水平荷载产生杆端弯矩矩对对计算长度计算长度的影响。

的影响。

两片墩承受的竖向力一两片墩承受的竖向力一样大，样大，同时丧失稳定同时丧失稳定。

yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数假定假定杆件失稳时横梁两端的杆件失稳时横梁两端的转角相等，即整个框架转角相等，即整个框架的变形呈的变形呈反对称状态反对称状态。

如果变形假定成对称如果变形假定成对称状态，其计算计算长度状态，其计算计算长度系数较小，不是最不利系数较小，不是最不利状态。

状态。

yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数微分方程微分方程由反对称变形假定可得：

由反对称变形假定可得：

B端水平约束弹簧刚度为端水平约束弹簧刚度为0即：

水平刚度比为即：

水平刚度比为0。

yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数微分方程微分方程yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数表解表解00.0250.050.10.20.30.40.50.7511.525102.001.931.861.751.601.501.411.371.281.221.161.121.051.03yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数图解图解yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数转动刚度比分析转动刚度比分析转动约束弹转动约束弹簧刚度为：

簧刚度为：

yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数转动刚度比分析转动刚度比分析yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数转动刚度比分析转动刚度比分析墩高与两片墩高与两片墩间距之比墩间距之比在在2.5倍以上倍以上梁与墩采用梁与墩采用相同的混凝相同的混凝土标号土标号梁高至少是一片梁高至少是一片墩厚度的墩厚度的3倍以上倍以上墩宽与箱梁底墩宽与箱梁底板宽箱等板宽箱等墩按实心考虑，箱墩按实心考虑，箱梁的内外壁尺寸比梁的内外壁尺寸比为为0.85yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数转动刚度比分析转动刚度比分析yh纵桥向纵桥向情况一情况一3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数结论结论对一般连续刚构而言，偏安全对一般连续刚构而言，偏安全地可取地可取1.05具有足够的精度。

具有足够的精度。

yh纵桥向纵桥向情况二情况二3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数假定假定只承受作用于节点的竖向荷载，忽略只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载及水平荷载产生杆端弯矩对横梁荷载及水平荷载产生杆端弯矩对计算长度的影响。

计算长度的影响。

两片墩竖向力相差较大，两片墩竖向力相差较大，不同时出现不同时出现失稳失稳。

忽略杆件轴向变形及未失稳杆件的轴忽略杆件轴向变形及未失稳杆件的轴力影响。

力影响。

yh纵桥向纵桥向情况二情况二3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数转动刚度比分析转动刚度比分析yh纵桥向纵桥向情况二情况二3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数水平刚度比分析水平刚度比分析yh纵桥向纵桥向情况二情况二3.连续刚构双薄壁墩计算长度系数连续刚构双薄壁墩计算长度系数表解表解00.0250.050.10.20.30.40.50.7511.5251002.001.931.861.751.601.501.411.371.281.221.161.121.051.030.0251.911.841.791.691.551.461.391.341.251.201.141.101.041.010.051.831.771.721.631.511.421.361.311.231.181.121.091.021.000.11.701.651.611.531.431.351.301.261.181.141.081.051.000.980.21.501.471.441.381.301.241.201.161.101.071.021.000.950.930.31.361.341.311.271.201.161.121.091.041.010.970.950.910.890.41.261.241.221.181.131.091.051.030.990.960.930.910.870.860.51.181.161.141.111.061.031.000.980.940.920.890.870.840.830.751.031.021.000.980.950.920.900.880.850.830.810.800.780.7710.940.930.920.900.870.840.820.810.780.770.750.