橋梁通 第4章蓋梁計(jì)算與繪圖

1、橋梁通CAD 第4章 蓋梁計(jì)算與繪圖使用說明 35第4章 蓋梁計(jì)算與繪圖4.1概述 柱式墩臺是公路橋梁設(shè)計(jì)中普遍采用的結(jié)構(gòu)形式，由于跨徑、斜度、橋?qū)挕⒌刭|(zhì)、車荷載的變化，很難完全套用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)圖和通用圖。尤其是蓋梁部分，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，工作量大，構(gòu)件配筋復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員往往要花費(fèi)很大精力和時(shí)間。因此迫切需要一套軟件幫助設(shè)計(jì)人員快速準(zhǔn)確的完成設(shè)計(jì)，同時(shí)提供設(shè)計(jì)人員多方案比選，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。蓋梁計(jì)算與繪圖模塊就是專門用來計(jì)算蓋梁的內(nèi)力，并進(jìn)行強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算，動(dòng)態(tài)顯示彎矩、剪力包絡(luò)圖和裂縫配筋圖，完成鋼筋構(gòu)造圖的設(shè)計(jì)。4.2功能4.2.1計(jì)算與繪圖共同部分l 既可對帽梁單獨(dú)設(shè)計(jì)計(jì)算，單獨(dú)繪鋼筋構(gòu)造圖

2、；又可設(shè)計(jì)計(jì)算繪圖全過程進(jìn)行。l 適合任意斜交角度的橋墩或橋臺蓋梁。l 繪制獨(dú)柱、2柱、3柱、4柱；計(jì)算獨(dú)柱、2柱、3柱9柱、10柱式蓋梁。l 蓋梁截面高度等高或懸臂部分變高。4.2.2計(jì)算部分l 提供中文計(jì)算書一份，包括原始數(shù)據(jù)和16個(gè)不同內(nèi)容的計(jì)算結(jié)果表，便于用戶備查和復(fù)核。表格內(nèi)容如下： a:每片上部梁(板)恒載反力表 b:荷載反力和沖擊系數(shù)表 c:梁(板)橫向分配系數(shù)表 d:活載引起梁(板)支反力表 e:上部梁(板)恒載作用截面內(nèi)力表 f:蓋梁自重作用截面內(nèi)力表 g:人群荷載作用內(nèi)力表 h:掛車荷載作用內(nèi)力表 i:汽車荷載作用內(nèi)力表 j:各截面單項(xiàng)荷載彎矩表 k:各截面單項(xiàng)荷載左剪力表

3、 l:各截面單項(xiàng)荷載右剪力表 m:內(nèi)力合計(jì)表(未計(jì)入荷載效應(yīng)提高系數(shù)) n:內(nèi)力組合表(已計(jì)入荷載效應(yīng)提高系數(shù)) o:配筋、裂縫計(jì)算表 p:箍筋間距計(jì)算表l 繪制彎矩包絡(luò)圖和計(jì)算相應(yīng)控制截面鋼筋根數(shù)。l 繪制剪力包絡(luò)圖和計(jì)算相應(yīng)控制截面鋼筋根數(shù)。l 繪制裂縫配筋圖和計(jì)算相應(yīng)控制截面鋼筋根數(shù)。l 按2環(huán)（4肢）、3環(huán)（6肢）分別計(jì)算箍筋間距。l 活載考慮人群、汽車、驗(yàn)算荷載常用的三種。汽車荷載包括汽車-10級、汽車-15級、汽車-20級、汽車超-20級、汽車城-A級、汽車城-B級或自定義。驗(yàn)算荷載包括履帶-50、掛車-80、掛車-100、掛車-120、特掛-160、特掛-220、特掛-300、特

4、掛-420或自定義。l 橫向分配工況36種，分人群、掛車、110列汽車對應(yīng)左偏、右偏和對稱。l 蓋梁的各計(jì)算截面包括 a:梁板作用點(diǎn)所在截面，b:跨中截面，c:樁柱支撐中心點(diǎn)、支撐左、右邊緣點(diǎn)所在截面。l 人行道與行車道間可設(shè)置隔離柵并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算。l 上部斷面本身不作對稱要求，梁（板）與蓋梁也不作對稱要求，完全針對實(shí)際情況建立結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析、計(jì)算、配筋。l 上部既可自動(dòng)進(jìn)行活載加載，同時(shí)允許用戶加載后給出活載支反力。l 自動(dòng)計(jì)算并生成繪圖所需鋼筋數(shù)據(jù)文件。 4.2.3繪圖部分l 檢查用戶鋼筋文件數(shù)據(jù)的合理性。l 具有鋼筋動(dòng)態(tài)管理功能，鋼筋編號幅度為517個(gè)。l 彎起鋼筋在懸臂段沿斜方

5、向下彎，在梁跨間既可斜方向下彎，又可正截面下彎。l 箍筋環(huán)數(shù)為1、2、3環(huán)，蓋梁與柱聯(lián)結(jié)處箍筋可以加密。l 橫斷面上下主筋可按13排布置，獨(dú)柱可到6排，每排鋼筋根數(shù)不超過24根。l 彎起鋼筋可全部彎起、部分彎起或設(shè)置加強(qiáng)筋，彎起鋼筋在跨中可以通過或截?cái)??？瑟?dú)立設(shè)置短斜筋。l 上下通長主筋與斜短筋共同形成鋼筋骨架。l 計(jì)算并繪制鋼筋明細(xì)表和材料數(shù)量表。4.3編制原理4.3.1計(jì)算部分 以交通部頒布現(xiàn)行的橋涵規(guī)范作為編程依據(jù)。 斜橋以橋孔斜長為計(jì)算跨徑，按正交橋的方法計(jì)算。 順橋向按簡支梁加載計(jì)算荷載支反力。 橫向分配系數(shù)對稱布載按杠桿法，偏載按剛性橫梁法。 三跨及以上時(shí)蓋梁視為剛性支承的雙懸臂多

6、跨連續(xù)梁，兩跨時(shí)為雙懸臂簡支梁。 建立柱(肋)支承反力影響線和每個(gè)計(jì)算截面內(nèi)力影響線。 橫橋向荷載經(jīng)橫向分配傳遞給每片梁（板），再由每片梁（板）按內(nèi)力影響線加載得出各計(jì)算截面人群、汽車、掛車引起的最不利內(nèi)力值。 對荷載內(nèi)力進(jìn)行組合，求出各計(jì)算截面內(nèi)力最大值和最小值，形成內(nèi)力包絡(luò)圖。 彎矩控制正截面強(qiáng)度和主筋根數(shù)，剪力控制斜截面抗剪強(qiáng)度和斜筋根數(shù)以及箍筋間距和根數(shù)，裂縫由彎矩控制。4.3.2繪圖部分 根據(jù)蓋梁外廓尺寸按縱、橫方向分別計(jì)算確定鋼筋構(gòu)造圖的繪圖比例，繪圖比例按2增減，同時(shí)計(jì)算出立面、平面、側(cè)面、鋼筋大樣等圖上控制座標(biāo)。 根據(jù)斜交角、彎起鋼筋種類、箍筋環(huán)數(shù)、蓋梁等高或懸臂段變高計(jì)算鋼筋

7、編號。 繪制鋼筋立面、平面、側(cè)面及鋼筋大樣，并計(jì)算鋼筋根數(shù)和長度(含平均長度)。 計(jì)算并繪制鋼筋明細(xì)表和材料數(shù)量表以及彎起鋼筋值表。 生成*.SCR鋼筋圖形文件，用戶進(jìn)入AutoCAD圖形平臺，即可將其顯示在屏幕上，并進(jìn)行編輯和修改，繪圖機(jī)輸出。4.4用戶界面4.5如何進(jìn)行蓋梁設(shè)計(jì)4.5.1樣板文件的使用 系統(tǒng)為用戶提供了文件名為n2.qlt、n3.qlt的樣板文件，橋墩編號為1號橋墩的數(shù)據(jù)是完整的，分別對應(yīng)2柱式、3柱式蓋梁結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)文件既可計(jì)算又可繪圖。4.5.2建立用戶工程文件名有兩種方法，一是在橋梁通主菜單的工程管理下拉式菜單的“創(chuàng)建工程”下建立，另一種是在橋梁通主菜單的“橋墩蓋梁計(jì)

8、算與繪圖”下拉式菜單的“打開文件”按鈕下建立。4.5.3輸入蓋梁尺寸 打開橋梁通主菜單的“橋墩計(jì)算與繪圖”下拉式菜單的“蓋梁計(jì)算與繪圖”，彈出“橋墩蓋梁計(jì)算與繪圖”數(shù)據(jù)輸入窗體，選擇蓋梁計(jì)算，再點(diǎn)擊“蓋梁尺寸”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入蓋梁的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。4.5.4輸入上部橫斷面數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“橫斷面”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入上部橫斷面的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。4.5.5輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。4.5.6生成蓋梁離散圖運(yùn)行“生成蓋梁離散圖”，用戶進(jìn)入AutoCAD

9、R14，在Command命令項(xiàng)后鍵入script+空格+文件名，即可將蓋梁離散圖展現(xiàn)在屏幕上,用戶根據(jù)圖形檢查數(shù)據(jù)輸入有無出錯(cuò)。4.5.7輸入蓋梁材料 點(diǎn)擊“蓋梁材料”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入蓋梁材料的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。4.5.8 進(jìn)入設(shè)計(jì)檢查 蓋梁的尺寸優(yōu)化取決于蓋梁橫斷面尺寸、柱的個(gè)數(shù)、柱的間距、上部荷載等，一般情況下，保證蓋梁正負(fù)彎矩接近的設(shè)計(jì)是合理的，如何實(shí)現(xiàn)？用戶只要點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)檢查”，彈出設(shè)計(jì)檢查窗體，選左側(cè)按鈕“蓋梁尺寸”、 “蓋梁材料”、 “上部橫斷面”、 “設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”可進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，確定后存盤，點(diǎn)擊“計(jì)算生成蓋梁包絡(luò)圖”，圖形區(qū)馬上動(dòng)態(tài)顯示包絡(luò)圖，如

10、果不符合設(shè)計(jì)者要求，再修改數(shù)據(jù)存盤后點(diǎn)擊“計(jì)算生成蓋梁包絡(luò)圖”，直到設(shè)計(jì)者滿意。4.5.9瀏覽和打印蓋梁計(jì)算書關(guān)閉設(shè)計(jì)檢查數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“瀏覽蓋梁計(jì)算結(jié)果”按鈕，選擇工程文件名，這時(shí)，瀏覽結(jié)果窗體被顯示在平幕中央，設(shè)計(jì)者可以快速瀏覽蓋梁計(jì)算結(jié)果。如果設(shè)計(jì)者想瀏覽梁板橫向分配系數(shù)，僅需點(diǎn)擊“橫向分配系數(shù)”按鈕，如果想瀏覽蓋梁內(nèi)力組合結(jié)果，僅需點(diǎn)擊“內(nèi)力組合” 按鈕。設(shè)計(jì)者還可以打開另一個(gè)工程的計(jì)算結(jié)果，先點(diǎn)擊“兩份不同計(jì)算書”，再打開另外一份已經(jīng)計(jì)算好的計(jì)算書，兩個(gè)不同計(jì)算結(jié)果可同時(shí)瀏覽、比較。用戶也可點(diǎn)擊打印按鈕將蓋梁計(jì)算結(jié)果打印出來存檔、備查。4.5.10生成彎矩、剪力包絡(luò)圖和裂縫配筋圖 進(jìn)入A

11、utoCAD R14，在command:后面鍵入script+文件名，即可查看或繪制彎矩、剪力包絡(luò)圖和裂縫配筋圖。(這里略) 4.5.11生成鋼筋構(gòu)造圖的鋼筋數(shù)據(jù)一但設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定，用戶即可點(diǎn)擊“生成鋼筋繪圖數(shù)據(jù)”，此時(shí)彈出對話框，提示用戶經(jīng)過計(jì)算后自動(dòng)生成的鋼筋數(shù)據(jù)要存放在哪個(gè)墩臺編號位置上，用戶必須用鼠標(biāo)點(diǎn)擊墩臺編號。比如，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的是1號橋墩，如果該工程的1號橋墩首次設(shè)計(jì)，就選擇1號橋墩作為存放鋼筋數(shù)據(jù)；如果該工程的1號橋墩的鋼筋圖已經(jīng)設(shè)計(jì)好，這時(shí)，千萬不要選擇該工程的1號橋墩。否則，1號橋墩的原鋼筋數(shù)據(jù)將被設(shè)計(jì)生成的鋼筋數(shù)據(jù)覆蓋。這種情況下，最好選擇較大的那個(gè)墩臺編號（比如99號橋墩）存

12、放經(jīng)過計(jì)算后自動(dòng)生成的鋼筋數(shù)據(jù)。如果1號橋墩需要該數(shù)據(jù)時(shí)，使用插入功能即可完成將99號橋墩的鋼筋數(shù)據(jù)插入到1號橋墩中。4.5.12輸入或修改鋼筋數(shù)據(jù) 點(diǎn)擊“蓋梁繪圖”方式，再點(diǎn)擊“鋼筋數(shù)據(jù)”，彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框，用戶可以進(jìn)行鋼筋數(shù)據(jù)的輸入和修改，所有數(shù)據(jù)修改完畢，點(diǎn)擊“鋼筋數(shù)據(jù)檢查”按鈕，這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行判斷，直到提示正確。有的提示比如側(cè)面鋼筋直徑一般為10mm、鋼筋等級一般為I級鋼筋，而用戶輸入的鋼筋直徑大于10mm、鋼筋等級為II級鋼筋時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)提示有錯(cuò)或警告，用戶可忽略，鋼筋圖仍然可以生成。4.5.121輸入或修改蓋梁材料、保護(hù)層、箍筋間距和加密數(shù)據(jù)彈出蓋

13、梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“蓋梁材料、保護(hù)層、箍筋間距和加密”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。4.5.122輸入或修改上下通筋、加強(qiáng)短鋼筋、彎起鋼筋數(shù)據(jù)彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“上下通筋、加強(qiáng)短鋼筋、彎起鋼筋”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。當(dāng)需要輸入的數(shù)據(jù)被“示意圖顯示框”遮擋住時(shí)，可移動(dòng)“示意圖顯示框”，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的編輯。4.5.123輸入或修改橫斷面鋼筋數(shù)據(jù)彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“橫斷面鋼筋”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。下緣鋼筋用“X”表示，當(dāng)鋼筋

14、編號為2位數(shù)值時(shí)，10號鋼筋用“A”表示，11號鋼筋用“B”表示，12號鋼筋用“C”表示，13號鋼筋用“D”表示，14號鋼筋用“E”表示，15號鋼筋用“F”表示。4.5.124輸入或修改鋼筋骨架數(shù)據(jù)彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“骨架鋼筋”（注意“基本數(shù)據(jù)”中的“鋼筋骨架片數(shù)”必須大于0），用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。4.5.13 鋼筋數(shù)據(jù)和鋼筋橫斷面數(shù)據(jù)說明上緣直通鋼筋根數(shù)、下緣直通鋼筋根數(shù)可以相同或不同。上下通筋形成鋼筋骨架片數(shù)可以為0或大于0，當(dāng)大于>0時(shí)其值N指N片上下通筋與短斜筋共同形成鋼筋骨架。這時(shí)，需要輸入： 邊柱左側(cè)每片鋼筋骨架

15、的短斜筋根數(shù)NBZL=4；邊柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DBZL=50，90，130，170；邊柱右左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NBZR=4； 邊柱右側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DBZR=40，80，120。 如果為3柱和4柱，繼續(xù)讀入以下短斜筋根數(shù)和支距。 中柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NZZL=4； 中柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DZZL=55，95，135，175； 中柱右左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NZZR=4； 中柱右側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DZZR=45，85，125； 彎起鋼筋編號的數(shù)目（12）LEI.XING=4, 上下兩排鋼筋中到

16、中距離(cm) =2.7；彎起鋼筋跨中段采用方式,指跨中部分彎起鋼筋斜方向下彎，指跨中部分正截面下彎。很多設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)圖一般采用0跨中部分彎起鋼筋斜方向下彎。當(dāng)斜交角度較大時(shí)可采用指跨中部分正截面下彎。彎起鋼筋根數(shù)和支距輸入：根數(shù) 邊柱左距 邊柱右距 中柱左 中柱右 D1 D2 D3 D4(cm)ND2=2, 123, 131, 131, 131,ND3=2, 123, 131, 131, 131,ND4=6, 67, 71, 71, 71,ND5=6, 11, 11, 11, 11,如果D1<0和D2<0且D3=0和D4-=0，指邊柱上緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋。如果D2<0和D3<

17、;0且D1=0和D4-=0，指邊跨下緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋。如果D3<0和D4<0且D1=0和D2-=0，指中柱上緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋（3柱或4柱使用）。如果D4<0且D1=0和D2=0和D3=0，指中跨下緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋（4柱式使用）。如果D1=0和D3=0和D4=0， 指下緣設(shè)直通加強(qiáng)鋼筋。D1<0或D3<0，長度取D1或D3的絕對值；如果D1=0，相當(dāng)于D1<0，此時(shí)程序自動(dòng)計(jì)算D1；D3=0表示該筋在跨中通過；雙跨柱時(shí)，D3不能取0值。 當(dāng)D1=-999，表示在D1處不彎起，D2值涵義見圖。（功能待增加）箍筋環(huán)數(shù)HUAN=3；邊箍筋所為主筋根數(shù)NKB=6；中箍筋所為

18、主筋根數(shù)(環(huán)時(shí)讀入) NKZ=8； NPLINE=5 NPLINE=8 NPLINE=12HUAN=1,NKB=5,NKZ=0； HUAN=2,NKB=5,NKZ=0； HUAN=3,NKB=5, NKZ=6跨中部分箍筋間距(cm)A1=18；懸臂部分箍筋間距(cm) A2=16；側(cè)面筋間距(cm) A3=18；邊柱外側(cè)箍筋加密間距數(shù)M1=10；邊柱內(nèi)側(cè)箍筋加密間距數(shù)M2=10；中柱箍筋加密間距數(shù)M3=10；以下為鋼筋橫斷面數(shù)據(jù)橫斷面各排中的最多一排鋼筋數(shù)，一排最多能放24根。邊柱斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，獨(dú)柱可到6排。邊柱斷面上緣第一、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP邊柱斷

19、面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，下緣鋼筋可用X表示。邊柱斷面下緣第一、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP跨中斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面上緣鋼筋布置相同?？缰袛嗝嫔暇壍谝?、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP跨中斷面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面下緣鋼筋布置相同?？缰袛嗝嫦戮壍谝?、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP中柱斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面上緣鋼筋布置相同。中柱斷面上緣第一、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等NP中柱斷面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面下緣鋼筋布置相同。中柱斷面下緣第一、第二、第三排鋼筋編號，無鋼筋填0，位數(shù)等NP4.6工程應(yīng)用及示例4.6.1工程應(yīng)用蓋梁設(shè)計(jì)與繪圖已在中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)的連徐線工程中得到廣泛應(yīng)，下部柱式墩臺(配板橋)設(shè)計(jì)均采用該軟件完成，設(shè)計(jì)質(zhì)量和速度顯著提高。4.6.2示例 進(jìn)入蓋梁計(jì)算，輸入“大橋名稱、斜交角度、橋面橫坡”、“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”、“蓋梁尺寸”、“蓋梁材料”、“上部橫斷面”等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入完畢，點(diǎn)擊“生成蓋梁離散圖”，進(jìn)入AutoCAD,