计算抗弯惯性矩的几种方法.doc

计算抗弯惯性矩的几种方法：一、在AUTOCAD中有一个命令massprop可以计算截面的面积、周长、质心、惯性矩1 p0 5 a! w8 n1 L2 U/ Q 操作简介：1、首先在CAD中画出如下图的图形；2、用region命令将图形转化成内外两个区域；3、用subtract命令求内外区域的差集；4、用move命令将图形移动至（0，0，0），用scale命令将图形单位调整为米；5、用massprop命令计算截面性质（可惜这个命令不能计算抗扭惯距）3 z1 a. J7 8 m K4 w* ICommand: mas MASSPROP+ n) ?3 N2 ) - T8 b# H U7 KSelect objects: 1 found4 c( f3 $ q8 8 8 % P( C: eSelect objects:, 1 J& g/ k9 R0 a; g# L8 E, A- REGIONS -* N2 N% m2 j4 _ D4 QArea（面积）: 1.2739; W7 ( X# # GPerimeter（周长）: 13.7034 r( Z* j$ N$ 5 EBounding box（边缘）: X: -1.7000-1.7000# K1 R/ |& P# G& |; A0 R9 V2 O Q Y: 0.0000-1.60002 Q+ h- b% D# _7 0 n% Centroid（质心）: X: 0.00004 y/ F9 k, w8 V) N7 k, t Y: 1.04588 C d: G* ) fMoments of inertia: X: 1.7883( cq8 ; N9 Y0 r8 _s; u Y: 0.79223 J* ( Q$ V. r( H W6 S Y B8 Product of inertia:XY: 0.0000 p* v4 , 2 l Z: 2 B6 KRadii of gyration: X: 1.18484 B. g* K5 A I# ? Y: 0.7886! o; H% n+ j/ . K8 S: L* ?5 PPrincipal moments and X-Y directions about centroid:# 4 T% Z6 P. m; ?& d% H; , p E I: 0.3950 along 1.0000 0.0000这就是惯距# T; e% t3 q M0 e) v# c- L. L7 M J: 0.7922 along 0.0000 1.0000$ ?9 g Z- K0 D第二种方法：采用桥博计算截面惯距I* W9 V3 D9 g. L* A3 1 L8 c操作简介：本人使用的是桥博3.03，大家可以新建一个项目组，在新建项目上右键选择截面设计，选择C:Program FilesTongHaoDoctorBridge30EXAMPLESToolDbDebug2.sds,当前任务类型选择截面几何特征，在截面描述中清除当前截面（包括附加截面还有主截面里面的钢筋），选择“斜腹板单箱单室”（大家在可根据自己计算的截面选择相应的截面，如果桥博内置的截面没有的话，可以选用从CAD中导入，导入将在后面的教程中介绍）输入截面相应的数据（附图）8 H$ |6 s( _, % i( s3 e* V4 输出结果附后% IM: , j5 j# B/ g/ -截面设计系统输出# * u8 q& y7 k# L文档文件: C:Program FilesTongHaoDoctorBridge30EXAMPLESToolDbDebug2.sds4 |. D* t0 T% x, c4 文档描述: 桥梁博士截面设计调试1 v ) r: Z2 a, a! : A任务标识: 8 j9 K. Q/ bh% s- V % o任务类型: 截面几何特征计算6 x+ C, f+ k o: z q-6 pF9 D* 0 |/ h$ V) e截面高度: 1.6 mg$ S* _9 n( s( i0 p6 p-: f- d, l( O1 O6 计算结果:& p0 % I$ * E) C* G! 1 L1 Q8 f基准材料: 中交85混凝土:50号混凝土0 w) m- m5 M. $ u1 k5 C! Z基准弹性模量:3.5e+04 MPa! 7 _ j0 o9 N- e换算面积: 1.27 m*25 t; G r1 x# G换算惯矩: 0.396 m*4% F+ n5 t& m: 6 t5 ; ; c7 m中性轴高度: 1.04 m1 h/ G e* X7 U沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):; : aQ9 HC0 D: E主截面:5 O) U$ o+ t# h3 W0 l p7 s J 点号: 高度(m): 静矩(m*3):3 a- |1 % t* d+ N) D9 R( E 1 1.6 0.0, p, L( T: Y2 |: z4 y& u) _- Z 2 1.2 0.314. J; Y( x0 e, C* E5 K 3 0.8 0.307/ |+ q( L0 u# D& h 4 0.4 0.243* u5 V+ p# % c i* z# n0 T 5 0.0 0.0( % N Y5 q$ a9 B_- z. -+ Y1 |3 U1 R/ c: A 1 计算成功完成; 第三种方法：采用midas/SPC计算截面性质，也是编者向大家推荐采用的方法！他不仅可以计算抗弯惯距而且可以计算抗扭惯距！% R5 f2 W2 k* G; c% 操作简介：5 v; V# d) S: k) M1、首先需要大家把画好的截面存成dxf文件格式（需要把截面的内外区域放到一个图层里，截面单位与刚进SPC里选用的单位统一，本教程选用的单位为米，坐标系为大地坐标系）) Kv k! P0 SR3 A, V2、在File菜单中选择import/AUTOCAD DXF,然后选择文件，这时候大家就可以看到你画的截面就被导入SPC中了；3、选择model菜单中Section/Generate,用鼠标框选截面（被选择后线型变成红色）；6 T, ?1 t; p! M2 _7 4、这一步最关键，在apply正上方，有一个CaculateProperties Now复选框，勾选他，然后选择Aplly；5 u, . T X 9 R0 Q 6 i5、选择Property菜单中的Display可以查阅Asx和Asy（抗剪面积）、Ixx和Iyy（这两项是抗弯惯距）、Ixy、J（抗扭惯距）。也可以用List列表查询，或者输出成文本文件，下面列出的就是文本文件：; X% E) C% M0 u& k S5 |= f; I4 E7 E x% c2 $ u# Q= MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE =- $ U) M9 b1 v4 6 + = (Sat Jun 07 00:05:29 2008) =% su$ D) b3 4 h; o= - http:/www.midasIT.com - = e! Z2 m6 s+ q! O=3 i* w; o+ m& ?: d% o7 c+ q1 i8 d2 J- J+ m=! S! |) w: I0 Ej$ H8 K% C- iR UNIT: KN . M. 9 g4 & N: m+ m, g/ S1 * k=1 A# , W( p8 p& q6 A8 . ?3 j- 0 S, b1 R2 I=! p/ O& x: L( D3 W; I* Section-P1 (PLANE) : U) a IZ1 K5 I i5 - ?=q1 I l9 P5 i, G4 - m* A : 1.2738814530700 Q) f. Y- A2 N/ * Asx: 0.706829629623. k, n+ |3 g c0 ?4 r0 N) s* Asy: 0.4704803632532 G: * J V1 _) C0 * j* Ixx: 0.394983378948（抗弯惯距）1 c- u/ S5 b, Y/ l: x7 I# 2 * Iyy: 0.792165028718* pq+ |# A g: I2 B: b, * Ixy: -0.000000000000/ T2 e/ u. ) G) O- g) O- H. H8 h* J : 0.446936754149（抗扭惯距）* 2 z0 L0 Fe1 T3 Z. I-0 AA E0 W; K4 & y* (+)Cx : 1.7000000000005 g& A0 G) 1 Z: 3 V* (-)Cx : 1.700000000000$ b# L% Q$ t; N# * (+)Cy : 0.554169989802( E) d0 X( U9 L7 I . Q% J8 G* (-)Cy : 1.045830010198# g/ T: B, H9 1 n c-# q/ m8 j- a8 z E4 ?6 C8 * (+)1/Sx : 4.303978573800) X! o8 i: I/ Q* (-)1/Sx : 4.303978573800* R: M8 o8 u# H- j* I! a* (+)1/Sy : 0.6995638152556 f4 |8 S$ U * k* (-)1/Sy : 1.320217343969. w* K5 C5 k% I=0 u9 P A7 s# F+ ( G3 J第四种方法是简化计算截面来计算抗扭惯矩：: w9 ; q$ B6 m0 Q0 d 4 G3 D; e7 E对于象简支转连续这种小箱梁，计算截面抗扭惯距时，闭合截面以外的板可以忽略不计，大约为总扭矩的1%左右，结果主梁简化成为一个对称的梯形，简化图形见附件简化截面7 z4 J |9 s& + a3 z& C8 b D 计算公式:It1=4b2h12/(2h/t+b/t1+b/t2) ) jT2 C1 mg9 U$ Q/ y8 T9 B 其中：t,t1,t2为各板厚度8 M8 g# O$ o( _2 e$ V0 y2 _4 O h,b为板沿中心线长度- tv7 ) N9 P9 s h为上下板中心线距离; T7 8 T6 m B1 0 e) G! A7 YIt1= 4(1.605+0.865)/2)21.482/(21.5255/0.174