Отраслевой дорожный методический документ
 Скачать 0.9 Mb.
|
Б.2 Моделирование косых мостовАлгоритм представляет собой последовательность построения поверхностей влияния для пролетных строений балочных разрезных пролетных строений. Для расчета предпочтительны стержневые двухузловые изгибаемые конечные элементы с шестью степенями свободы в узле. Конструкция моделируется балочным ростверком (см. п. Б.1.1) – системой продольных и поперечных перекрестных стержней. Число продольных стержней равно числу балок в пролетном строении. Число стержней, моделирующих работу конструкции в поперечном направлении, равно числу участков разбиения конструкции вдоль пролета. Продольные стержни имеют характеристики балок, а поперечные стержни характеристики плиты. Дополнительные поперечные стержни назначаются в створах, в которых необходимо получить поверхности влияния силовых факторов. Система координат прямоугольная, начало координатных осей совпадает с начальным (опорным) узлом первой балки в пролетном строении. Ось «y» направлена вдоль оси первой балки в пролетном строении, ось «x» направлена вправо. В зависимости от косины моста могут быть использованы три варианта алгоритма: Алгоритм «А», -10 < < 10. Алгоритм «Б», -10, 10. Алгоритм «В», > arctg (Lp / B), где Lp – расчетный пролет, B – расстояние между крайними балками в пролетном строении. Алгоритм «А» Формирование модели рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1) Создают стержневые конечные элементы, моделирующие работу главных балок пролетного строения (далее тип «Б»). Геометрические характеристики стержней и модуль упругости принимают в соответствии с их фактическими значениями. 2) В начале стержня, соответствующего началу каждой балки пролетного строения, устанавливают шарнирно-неподвижные опоры, в конце – шарнирно-подвижные. Для стержней, моделирующих плитные, плитно-ребристые (сводчатые) балки, дополнительно запрещают углы поворота относительно их продольных осей. Это связано с тем, что балки этого типа устанавливаются на два ребра, а не на одно, то есть предполагается, что угол закручивания опорных сечений равен нулю. 3) Создание стержневых конечных элементов, моделирующих работу плиты проезжей части (далее тип «П»). Эти стержни объединяют балки в поперечном направлении. Узлы объединения со стержнями главных балок образуются в местах пересечения с поперечными стержнями. Шаг получившейся сетки вдоль пролетного строения не более Lp / 10. 4) Разбиение пополам тех конечных элементов типа «П», которые соединяют смежные балки (стержни типа «Б»). Это осуществляется путем добавления в середину каждого поперечного стержня типа «П» дополнительного узла. 5) Сечение элементов типа «П» принимается прямоугольным. Ширину сечения (длина плиты вдоль пролетного строения) назначают равной полусумме расстояний до смежных поперечных створов. Высота сечения соответствует толщине плиты балки hf. 6) Случай, когда объединение балок в пролетном строении между собой отсутствует, моделируют отделением поперечных элементов типа «П» зазором не более 2 см. 7) Преобразование модели в косую выполняют путем изменения ординат всех узлов: Yi = Yi + Xi tg. 8) Добавляют стержневые конечные элементы, моделирующие диафрагмы пролетного строения (при необходимости). Места расстановки и характеристики стержней принимают в соответствии с фактическими данными. Алгоритм «Б» Формирование модели рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1) Создают стержневые конечные элементы, моделирующие работу главных балок пролетного строения (элементы типа «Б»). Элементы создают в положении, которое соответствует положению балок в пролетном строении, с учетом угла косины . Добавление закреплений (см. алгоритм «А»). 2) Создают стержневые конечные элементы типа «П». На этом шаге поперечные стержни создают только для начального и конечного участков (участки № 1 и № 2 на рисунке Б.3.1). Продольная ось этих стержней направлена перпендикулярно осям балок. Узлы объединения со стержнями балок образуются в местах их пересечений. Шаг получившейся сетки вдоль пролетного строения не регулярный, равен b·tg (), где b расстояние между осями соседних балок пролетного строения.  Рисунок Б.3.1 Схема к формированию расчетной модели косого пролетного строения по алгоритму «Б» 3) Создают стрежневые конечные элементы типа «П» для прямого участка (участок № 3 на рисунке Б.3.1). 4) Разбивают элементы типа «П» пополам. При необходимости моделируют отсутствие объединения между балками (см. алгоритм «А»). 5) При необходимости добавляют конечные элементы, моделирующие диафрагмы (см. алгоритм «А»). Алгоритм «В» Этот алгоритм рекомендуется для пролетных строений с большой косиной. Он отличается от алгоритм «Б» отсутствием прямого участка (участок № 3 на рисунке Б.1.3). Начальная косина принимается ' = arctg (Lp / B). Модель в конце формирования дополнительно скашивают за счет изменения ординат всех узлов. Окончательный угол косины равен . Вычисление силовых факторов в выбранных створах После определения перемещений вычисляют усилия в выбранных створах для каждого загружения (узла). Результаты вычислений образуют поверхность влияния. При расчете на поперечную силу возможны два варианта назначения створа: 1) Положение створа y = 0. При этом вычисляется опорная реакции в начале балки. 2) Положение створа y > 0. При этом вычисляется поперечная сила в начале стержня балки, следующего за выбранным створом. В соответствии с правилами строительной механики в том створе, где действует единичная сила, на поверхности формируется скачек соответствующей величины. При расчете на поперечную силу конструкций с косиной 10 рекомендуется назначать значение створа y = 0. |