亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        不同填土高度下箱涵內(nèi)力變化規(guī)律的研究

        2021-04-10 09:01:48
        山西建筑 2021年8期
        關(guān)鍵詞:桿系箱涵彎矩

        劉 凱

        (山西路恒交通勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司,山西 太原 030006)

        1 研究背景

        箱涵是指由一個(gè)或者多個(gè)矩形鋼筋混凝土箱節(jié)組成的涵洞。當(dāng)?shù)缆放潘篮榛蛘呖缭较嘟坏缆窌r(shí),往往會(huì)采用箱涵,箱涵具有整體性好,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,對(duì)地基承載力要求低等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路建設(shè),對(duì)道路建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。以往箱涵設(shè)計(jì)過程中采用的平面桿系模型,將箱涵簡(jiǎn)化為二維模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算,將填土模擬為土柱,且忽略土柱之間的相互作用,因此平面桿系計(jì)算模型具有一定的局限性,得出的結(jié)論不具有代表性。

        本文采用平面桿系模型對(duì)不同填土高度的箱涵進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,同時(shí)依托Abaqus對(duì)不同填土高度的箱涵進(jìn)行有限元分析計(jì)算,對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果,以期能夠?qū)ο浜S著填土高度變化的內(nèi)力變化規(guī)律有一個(gè)更加準(zhǔn)確的認(rèn)知,為箱涵更加準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)計(jì)算提供強(qiáng)有力的理論支撐。

        2 采用平面桿系模型對(duì)不同填土高度的箱涵進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算

        本文采用平面桿系模型[1-4]分析填土高度1 m,3 m,5 m,7 m,8 m下箱涵的內(nèi)力,此處設(shè)跨徑6 m的箱涵。假定路基填料摩擦角為Φ=15°,容重為γ1=19 kN/m3,混凝土容重為γ2=26 kN/m3,汽車荷載為F,汽車荷載分布面積為A,箱涵結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

        2.1 擬定截面尺寸

        3號(hào)、4號(hào)板板厚度為a=0.6 m,1號(hào)板、2號(hào)板板厚度為b=0.6 m,h為填土高度;q為最不利荷載布置時(shí)恒載與活載豎向荷載的組合值(q=1.2×P+1.8×Q),ep1,ep2是由恒載引起的水平壓力,e車是由活載引起的水平壓力。

        2.2 荷載計(jì)算[1]

        荷載計(jì)算參照[1],具體如下:

        恒載豎向壓力[3]:

        P=γ1h+γ2b

        (1)

        其中,P為恒載豎向壓力,kPa;γ1為填土容重,kN/m3;h為填土高度,m;γ2為箱節(jié)容重,kN/m3;b為1號(hào)板的厚度,m。

        恒載水平壓力[3]:頂板處:

        (2)

        底板處:

        (3)

        其中,ep1為恒載引起的頂板處水平壓力,kN;ep2為恒載引起的底板處水平壓力,kN;Φ為土摩擦角。

        活載豎向壓力[3]:

        (4)

        其中,Q為活載豎向壓力,kN;F為車輛荷載軸載,kN;A為車輛荷載分布面積。

        活載水平壓力[4]:

        (5)

        其中,e車為活載引起的水平壓力。

        2.3 計(jì)算過程及數(shù)據(jù)匯總

        根據(jù)平面桿系內(nèi)力計(jì)算方法[4],取涵洞軸向1 m長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算:

        在荷載計(jì)算完成的基礎(chǔ)上需要對(duì)箱涵進(jìn)行以下的結(jié)構(gòu)計(jì)算,具體的計(jì)算過程詳見文獻(xiàn)[2],本文不再贅述。

        1)構(gòu)件剛度計(jì)算。

        2)求涵洞四個(gè)角點(diǎn)(A,B,C,D)的彎矩。

        3)求1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)桿的軸力。

        4)求1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)桿的跨中截面剪力和彎矩。

        得到計(jì)算結(jié)果如下:

        將計(jì)算所得的數(shù)據(jù)匯總成表,表1為主要截面彎矩匯總表,單位為kN·m。

        表1 不同填土高度箱涵的彎矩計(jì)算匯總

        2.4 結(jié)果分析

        為了便于觀察,這里將匯總結(jié)果繪制成折線圖,圖2表示填土高度和彎矩關(guān)系折線圖,單位為kN·m。

        通過對(duì)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):在填土1 m~5 m范圍內(nèi),箱涵的四個(gè)節(jié)點(diǎn)以及1號(hào)板、2號(hào)板、3號(hào)板、4號(hào)板彎矩變化幅度不大,填土高度大于5 m以后,1號(hào)、2號(hào)板彎矩有了明顯幅度的上升,3號(hào)板、4號(hào)板彎矩向負(fù)方向有明顯幅度的增長(zhǎng),四個(gè)節(jié)點(diǎn)彎矩向負(fù)方向也有明顯幅度的增長(zhǎng)。

        這種現(xiàn)象是由于在填土1 m~5 m范圍內(nèi),隨著填土高度的增加,填土產(chǎn)生的豎向荷載不斷增大,同時(shí)汽車荷載由于填土高度的增加而被擴(kuò)散,兩者此消彼長(zhǎng),因此箱涵受力狀態(tài)沒有發(fā)生明顯變化;當(dāng)填土高度大于5 m時(shí),汽車荷載由于在土壤中的擴(kuò)散,對(duì)箱涵的影響已經(jīng)變得很小,填土高度成為箱涵所受荷載的主要影響因素,因此箱涵各控制截面的彎矩有了明顯幅度的增長(zhǎng)。

        3 利用Abaqus進(jìn)行有限元分析

        接下來(lái)采用有限元分析方法[1-3]對(duì)同樣的箱涵模型進(jìn)行分析,觀察箱涵在不同填土高度下的變形以及應(yīng)力分布云圖,并且與平面桿系模型計(jì)算出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,來(lái)得出結(jié)論。

        3.1 建立模型

        這里對(duì)建模過程只系統(tǒng)介紹,不進(jìn)行詳細(xì)描述,具體見文獻(xiàn)[6]。

        1)采用三維模式、實(shí)體單元、拉伸的方法建立路基和箱涵模型,并賦予相應(yīng)的材料參數(shù)。

        2)將路基和箱涵進(jìn)行裝配,定義接觸,接觸面法向定義屬性為硬接觸,切向定義屬性為摩擦接觸。

        3)建立分析步,并且對(duì)邊界進(jìn)行約束,按照規(guī)范施加相應(yīng)的車輛荷載。

        4)對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

        5)建立作業(yè),并運(yùn)行分析。

        按照上述方法分別建立模型,得到應(yīng)力分布云圖如下:

        如圖3a)~圖3e)分別對(duì)應(yīng)填土高度1 m,3 m,5 m,7 m,8 m的箱涵變形情況以及應(yīng)力分布情況。

        3.2 結(jié)果分析

        為了便于觀察,這里將建模結(jié)果繪制成折線圖,圖4表示填土高度—應(yīng)力的關(guān)系折線圖,單位為MPa。

        4 結(jié)果對(duì)比

        通過對(duì)箱涵變形情況以及應(yīng)力分布云圖的觀察發(fā)現(xiàn):隨著填土高度的變化箱涵的受力是比較復(fù)雜的。在有了平面桿系模型計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)在填土1 m~5 m時(shí),箱涵各個(gè)控制截面的應(yīng)力相差不大,由此可以看出在填土1 m~5 m范圍內(nèi),隨著填土高度的增加,填土產(chǎn)生的豎向荷載不斷增大,同時(shí)汽車荷載由于填土高度的增加而被擴(kuò)散,箱涵的受力不發(fā)生明顯變化,這個(gè)結(jié)果與采用平面桿系模型計(jì)算出來(lái)的結(jié)果相一致;在填土高度為5 m~7 m時(shí),箱涵各個(gè)控制截面的應(yīng)力發(fā)生了較大幅度的增長(zhǎng),可以確定汽車荷載由于在土壤中的擴(kuò)散,對(duì)箱涵的影響已經(jīng)變得很小,填土高度成為箱涵所受荷載的主要影響因素,這個(gè)結(jié)果與采用平面桿系模型計(jì)算出來(lái)的結(jié)果也相一致。不同的是在填土高度大于7 m時(shí),箱涵各控制截面的應(yīng)力并沒有產(chǎn)生明顯的增長(zhǎng),反而有小幅度的減小,這個(gè)結(jié)果與平面桿系模型計(jì)算出來(lái)的結(jié)果產(chǎn)生了分歧。

        通過對(duì)箱涵變形和應(yīng)力云圖的仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)在填土高度為3 m時(shí),箱涵已經(jīng)產(chǎn)生了不太明顯的縱向變形,填土高度為7 m時(shí),云圖上所觀察到的縱向變形效果已經(jīng)非常明顯。同時(shí)可以看到,在不同填土高度下,箱涵的1號(hào)、2號(hào)板的應(yīng)力等值線呈橢圓狀擴(kuò)散,3號(hào)、4號(hào)板的應(yīng)力等值線也是由箱節(jié)中部向兩邊逐漸擴(kuò)散,由此可以得出結(jié)論,箱涵的受力并不是簡(jiǎn)單的單向受力結(jié)構(gòu),而是非常復(fù)雜的空間受力結(jié)構(gòu),而采用平面桿系模型進(jìn)行計(jì)算時(shí),忽略了箱涵的縱向受力影響,這是導(dǎo)致箱涵在填土高度7 m~8 m的范圍內(nèi),用有限元方法計(jì)算得出的結(jié)果與平面桿系模型計(jì)算得出的結(jié)果產(chǎn)生了分歧的原因之一;在荷載計(jì)算中,將填土荷載模擬為光滑接觸的土柱并不準(zhǔn)確,實(shí)際上土體之間的相互作用是非常復(fù)雜的,這是導(dǎo)致產(chǎn)生上述分歧的第二個(gè)原因。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過以上分析可以得出結(jié)論,箱涵在實(shí)際工程中的受力是非常復(fù)雜的,平面桿系計(jì)算模型將箱涵簡(jiǎn)化為二維平面桿系模型所計(jì)算出來(lái)的結(jié)果具有一定的參考價(jià)值,但誤差相對(duì)較大,對(duì)箱涵的內(nèi)力的變化規(guī)律無(wú)法精確的反映,而且隨著填土高度的增加,誤差也逐漸增大。箱涵隨填土高度的變化,土體之間的相互作用越來(lái)越復(fù)雜,涵洞縱向受力對(duì)涵洞結(jié)構(gòu)的影響也越來(lái)越明顯,因此隨著填土高度的增加,箱涵的內(nèi)力變化并不是嚴(yán)格的線形增長(zhǎng)。

        猜你喜歡
        桿系箱涵彎矩
        淺析鐵路箱涵頂進(jìn)控制滑床板技術(shù)
        用轉(zhuǎn)置矩陣求解靜不定桁架的內(nèi)力
        箱涵埋深對(duì)雙孔箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算的影響分析
        基于非線性FAHP的箱涵下穿鐵路頂進(jìn)施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
        基于GPU的桿系離散元并行算法在大型工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
        零彎矩設(shè)計(jì)理論在連續(xù)梁橋中的應(yīng)用研究
        基于ADAMS的車輛轉(zhuǎn)向桿系動(dòng)態(tài)仿真分析
        空間桿系結(jié)構(gòu)動(dòng)力失穩(wěn)區(qū)域研究
        CFRP-PCPs復(fù)合筋連續(xù)梁開裂截面彎矩計(jì)算方法研究
        鋼-混疊合連續(xù)梁負(fù)彎矩區(qū)計(jì)算分析
        国产午夜精品一区二区三区视频| 欧洲成人一区二区三区| 人妻少妇不满足中文字幕| 婷婷亚洲综合五月天小说| 日韩毛片久久91| 少妇精品偷拍高潮少妇在线观看 | 久久水蜜桃亚洲av无码精品麻豆| 日韩免费小视频| 偷拍av一区二区三区| 东北熟妇露脸25分钟| 正在播放国产多p交换视频| 国产做无码视频在线观看浪潮| 亚洲中文一本无码AV在线无码| 久久精品国产亚洲av四区| 亚洲精品无码专区在线在线播放| 亚洲人成绝费网站色www| 久久青青草原国产精品最新片| 暴露的熟女好爽好爽好爽| 少妇夜夜春夜夜爽试看视频| 欧美成年黄网站色视频| 久久99久久99精品免观看女同| 日韩av水蜜桃一区二区三区| 99久久99久久精品免费看蜜桃| 日韩精品一区二区三区在线观看| 中国精品久久久久国产| 风流熟女一区二区三区| 欧美精品欧美人与动人物牲交 | 成年人干逼视频水好多| 亚洲精品乱码久久久久久中文字幕| 国产精品污www一区二区三区| 97久久综合区小说区图片专区| 96中文字幕一区二区| 免费又黄又爽又色的视频| 99久久国产露脸精品竹菊传媒| 久久婷婷国产精品香蕉| 日本三区在线观看视频| 又大又长粗又爽又黄少妇视频| 麻豆国产人妻欲求不满谁演的| 国产一区二区欧美丝袜| 亚洲av色香蕉一区二区三区潮| 色婷婷综合久久久中文字幕|