用桁架模型对斜拉桥桥面板断面进行面内非线性静态分析的简单方法.pdfVIP

J羹 羹 薏 用桁架模型对斜拉桥桥面板断面进行面内 非线性静态分析的简单方法 肖 婧 (兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070) 【摘 要】 梁的主要要素是用显示相同轴向和弯曲刚度的平面桁架来模拟的。用增量荷载法对梁结构 的平面桁架模型采用非线性静态分析的计算机程序 已研发 出来。几何非线性 由于大位移影响大的轴力，对 相关的变形桁架用平衡方程解决。拟用桁架模型和计算机程序显示简支梁的变形和反力，可以把它们应用 到典型的中型斜拉桥桥面板断面的分析中。使用多索模型的时候 ，模型的每个索代表实际桥的一个索，理想 模型可以精确地预测使用细长梁板断面的桥面。拟用桁架模型和计算机程序被证明是可靠的，可以用在斜 拉桥的初步设计中。 【关键词】 斜拉桥；平面桁架模型； 非线性静态分析； 多索模型 【中图分类号】 TU311．1 【文献标识码】 A 斜拉桥的静态分析显示，其主要有以下三个非线性关 1b)。在考虑纯弯曲情形下，梁单元体 (图lc)，a4,(rad)= 系：由梁的大位移引起的轴向力的几何非线性；由缆索的 自 Ml／(EJ)其中J=bd／12，桁架单元体 (图 ld)aq,(rad)= 重引起几何非线性 ；在受压状态下由于缆索松弛产生的材 2Al／d，斜杆和横杆的内力为零 ，这里 =St／(EA。)，S。： 料非线性 l2]。现有的斜拉桥结构分析的各种方法 ，主要基于 M／d。上述方程联立得A，=bd／6，确保使桁架单元体和对应 有限元中的离散化 卜_4J。可以分离和分析连续结构、任意 的梁单元体有相同的弯曲刚度 ，同时梁上出现了应力极值or 形状的结构、任意约束和荷载状态。 =±M／W，W=bd／6，相当于出现在桁架单元体两个纵向杆 1 拟用桁架模型 的轴向应力ro=±Sl／Al：±(M／d)(bd／6)。 在平面结构分析时，平面坐标系中一个独立的简单局部 不 刚度矩阵可表达为： 血 ¨ f+孚 ， 。 孚() 一 嚣 、～ = 式中：k 是弹性刚度；k 是几何刚度；E是弹性模量；A 是断面面积；Z。为未变形的杆的长度；=(c Cy)是杆轴的 一． 乏 — 一 方向余弦；Ⅳ为轴向压力(规定拉力为正)，l是杆的长度。 桁架的整体刚度矩阵写作： N{2 KG=Bdiag(k“)B (i=1……n6) 七一 — 下 这里B=(B )(i=1……n，k：1…n)表示桁架的布 d d — 一 一 业 尔连合矩阵，n ，n 分别表示节点和杆的号数。如果节点 i 搏—一 』—— 上 是杆件 k的起点，则矩阵B的任何