Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
“Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ)”
Строительный факультет
Кафедра мостов и тоннелей
Курс “Информационно-аналитические компьютерные системы”
Курсовой проект
“Расчет железобетонного моста”
Выполнил студент группы 2-МТ-IV
Н.А. Сехина
Проверил ст. преп.
Д.А. Ярошутин
Санкт-Петербург
2013 год
Оглавление
Постановка задачи 3
Описание методики расчета 4
Материалы и сечения 4
Построение и расчет модели 4
Результаты расчета 10
Список используемой литературы 14
Постановка задачи
Расчетная конструкция представляет собой рамно-консольный мост, схема которого 42+54+95+170+95+54+42, общая длина – 540,2 м. Пролетное строение – железобетонное коробчатое сечение, изменяющееся как по высоте, так и по толщине стенок и полок. Блоки коробчатого сечения делаются с поперечным уклоном в 2%. Габарит проезжей части Г-11.5+2х0.75.
Опоры 4 и 5 заделаны в пролетное строение. Опоры 1-3 и 6-8 имеют подвижные опорные части. Промежуточные опоры - монолитные пустотелые на свайном основании. Крайние опоры - обсыпные массивные устои на естественном основании.
На конструкцию действует нагрузка А-14, Н-14.
Необходимо найти усилия в заданных сечениях от постоянной и временных нагрузок.
Описание методики расчета Материалы и сечения
Для описания материалов и сечений используем комплекс SSD. В качестве модели ПС мы задаем пространственную систему (3D Frame). Сперва задаем материал конструкции.
Главные балки сечение в нашем случае выполнены из бетона класса B40 и арматуры А400 и имеют коробчатое сечение, изменяющееся как по высоте, так и по толщине нижнего пояса (рис.1 (1, 2)).
Рис.1.1. Рис.1.2
Построение и расчет модели
Построение расчетной модели выполняется в SOFIPLUS.
Для задания пролетного строения моста используется функция Bridge Axis – ось моста. Для задания горизонтального положения оси (Horizontal Alignment) указываются начальные, промежуточные и конечные координаты.
После задания оси задаем сечение пролетного строения. Должны учесть, что наше сечение изменяется по высоте и по толщине нижнего пояса. Во вкладке Bridge Axis выбираем Variables. Задаем две переменные (например «Н» и «B»). Для заданных координат указываем величину изменения переменной. Получаем графики изменения высоты сечения («В») и изменения толщины нижнего пояса («Н»).
Далее мы привязываем изменяющиеся точки сечения к этим переменным. Делаем это в Cross Sections.
Получаем:
Рис.3 (переменная изменения высоты сечения)
Рис.4 (переменная изменения нижнего пояса)
Выбираем наше сечение и с помощью SEGment on bridge axis присваиваем его к заданной оси.
Шарнир, установленный в середине главного пролета, задается с помощью Structural Line – Beam Hinges.
Теперь задаем опоры и опорные части. Опоры 4 и 5 заделаны в пролетное строение. Соединение задаем с помощью Constraint (Рис.5). Опоры 1-3 и 6-8 имеют подвижные опорные части, их задаем с помощью Elastic Link (Рис.6). Помним про то, что надо задать жесткость подвижным опорным частям.
Рис.5. Рис.6
Мы получили расчетную модель рамно-консольной системы (рис.7).
Нагрузку задаем с помощью Loadcase Manager. Для построения линий влияния давления устанавливаем единичную нагрузку на пролетное строение с определенным шагом (в нашем случае с шагом 6 м). Это делается с использованием Moving Load. В результате получаем 89 единичных загружений.
Теперь экспортируем модель из SOFiPLUS в SSD. Применяем линейный анализ (Linear Analysis). Найдем значения усилий от каждой нагрузки в нужных нам сечениях (приопорное, близкое к шарниру и два сечения между ними). Для этого построим линии влияния усилий:
изгибающий момент относительно оси Y Мy.
поперечная сила вдоль оси Z Vz
Значения ординат линий влияния выводим в модуле DBView.
Фрагмент таблицы из модуля DBView для сечения №35 (приопорного): 35 – номер сечения; 0.000 – показывает то, что мы берем значение в начале сечения; 10, 20, 30...890 - номер единичной нагрузки; -0.54, …- ордината ЛВ (в нашем случае ее надо поделить на 1000, т.к. единичную нагрузку мы принимали равную 1000кН).
Вставляем значения ординат в Microsoft Excel и строим линии влияния.
Т.к. нам надо найти значения усилий от нагрузок А14 и Н14, то строим графики линий влияния в AutoCad. Нагружаем линию влияния нагрузками и рассчитываем усилия от постоянной и временной нагрузок.
Рис.7. Расчетная модель
Рис.8. Расчетная схема
Линии влияния изгибающего момента Му:
Рис. 9.1. Приопорное сечение №1 Рис. 9.2. Сечение №2
Рис. 9.3. Сечение №3 Рис. 9.4. Сечение №4
Линии влияния поперечной силы Vz:
Рис.10.1. Приопорное сечение №1 Рис.10.2. Сечение №2
Рис.10.3. Сечение №3 Рис.10.4. Сечение №4