桥梁计算(常用的计算方法)
常用桥梁壅水计算经验公式

道不松公式:Z=η(V M2−V02)式中:Z──最大壅水高度m;η──与河段特征及河滩路堤阻挡流量和设计流量的比值有关的系数, 根据公路桥位勘测设计规范,η取值见表1;表1η值表V M──桥下断面平均流速m/s;V0──桥前断面平均流速m/s;实用水力学公式:Z=αV22g[(Bξ∑b)2−(ℎℎ+Z)2]式中:α──动能校正系数,一般取;ξ──过水面积收缩系数,取~;B──河宽m;V──建桥前断面平均流速m/s;h──建桥前断面平均水深m;Z──最大壅水高度m;∑b──建桥后过水断面总宽,河宽减去桥墩总宽m; Henderson公式:Z=(1+η)V222g−V122g式中:η──与桥墩形状有关的系数,矩形墩取,圆形墩取;V1、V2──桥位断面和河道断面的平均流速m/s; 铁科院陆浩公式:Z=K N K V V q2−V0q22g式中:V q──桥下断面平均流速,V q=K p Q S/ωj m/s;V0q──桥前断面平均流速,V0q=Q S/ωG m/s;K N、K V──系数,计算公式为:K N=√V qV0q−1.0,K V=0.5V q√g−0.1K N──定床壅水系数,与建桥前后桥下断面流速变化有关;K V──与建桥后桥下水流流态有关的系数;Q S──设计流量m3/s;ωG──有限过水面积m2K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数,K p=1/[1+A(p−1)],对于岩石河床取A──河床粒径系数,A=0.5×d50−0.25;d50──中值粒径mm;p──冲刷系数;ωj──冲刷前桥下净过水面积m2;铁科院曹瑞章公式:Z=K2g(V m2−V0m2)式中:V m──桥下平均流速, V m=K p Q p/A j, m/s;Q p──设计流量m3/s;A j──桥下净过水面积m2;K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数,K p=1/[1+A(p+1)],对于岩石河床取A──河床粒径系数,A=0.5×d500.25;d50──中值粒径mm;p──冲刷系数;V0m──天然状态下平均流速m/s;K──壅水系数,K=2/(V m−1)0.5;V0mg──重力加速度;。
桥梁计算(常用的计算方法)

***桥梁仿真单元类型 (1)一、建议选用的单元类型 (1)二、常见桥梁连接部位 (2)三、桥梁基础的处理方式 (2)***桥梁常见模型处理 (2)一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元 (2)二、桥梁建模要综合运用各种合适的单元 (3)三、选用合适的分析方法 (3)施加预应力的方式 (3)一、预应力的模拟方式 (3)二、建立预应力的模型 (5)***土弹簧的模拟 (5)***混凝土的模拟 (5)工况组合 (6)一、典型的荷载工况步骤 (6)二、存储组合后的荷载工况 (6)风荷载的确定 (7)地震波的输入 (7)初应力荷载 (8)Ansys可采用两种方法来实现铰接: (8)AUTOCAD模型输入 (9)用ANSYS作桥梁计算十三(其他文件网格划分) (12)(一)时间选项 (13)(二)子步数和时间步大小 (13)(三)自动时间步长 (14)(四)阶跃或递增载荷 (14)关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的说明: (14)一、用于动态和瞬态分析的命令 (14)二、非线性选项 (14)三、输出控制 (15)重新启动一个分析 (16)一、重启动条件 (16)二、一般重启动的步骤 (17)三、边界条件重建 (17)在Ansys单元库中,有近200种单元类型,在本章中将讨论一些在桥梁工程中常用到的单元,包括一些单元的输人参数,如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、表面荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。
***关于单元选择问题这是一个大问题,方方面面很多,主要是掌握有限元的理论知识。
首先当然是由问题类型选择不同单元,二维还是三维,梁,板壳,体,细梁,粗梁,薄壳,厚壳,膜等等,再定义你的材料:各向同性或各向异性,混凝土的各项’参数,粘弹性等等。
接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等选择,要对各种单元的专有特性有个大概了解。
使用Ansys,还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用,因此很多东西被掩盖到背后去了。
桥梁荷载计算方法

桥梁荷载计算方法桥梁是连接两个地点的重要交通设施,而荷载计算是桥梁设计的关键步骤之一。
本文将介绍几种常用的桥梁荷载计算方法,以帮助读者更好地理解和应用这些方法。
一、静力荷载计算方法静力荷载计算方法是最常用的桥梁荷载计算方法之一,它基于静力平衡原理,通过计算各种荷载的作用力与结构的相互作用来确定桥梁的承载情况。
这种方法适用于大多数桥梁设计,包括梁桥、拱桥和悬索桥等。
在静力荷载计算方法中,首先需要确定荷载的类型和大小,常见的荷载包括自重荷载、活荷载和温度荷载等。
然后,根据桥梁结构的特点,采用不同的分析方法进行计算,如静力平衡方程、注释方程和应力-应变关系等。
最后,对计算结果进行验证和优化,以确保桥梁的安全可靠。
二、动力荷载计算方法动力荷载计算方法是在考虑桥梁振动响应的基础上进行的荷载计算。
桥梁在使用过程中会受到各种动力荷载的影响,如车辆行驶、风力和地震等。
为了确保桥梁具有良好的抗震性能和动力稳定性,需要进行动力荷载计算。
在动力荷载计算方法中,首先需要确定振动模态和振动频率,以及荷载的类型和大小。
然后,根据桥梁的振动特性,采用不同的分析方法进行计算,如模态分析、时程分析和频谱分析等。
最后,对计算结果进行验证和优化,以确保桥梁在动力荷载下的安全可靠性。
三、总结综上所述,桥梁荷载计算是桥梁设计中至关重要的一环。
静力荷载计算方法和动力荷载计算方法是常用的计算方法,可以根据具体情况选择合适的方法进行计算。
为了确保桥梁的安全可靠性,荷载计算应当精确可靠,并符合相关的规范和标准。
在实际的桥梁设计中,还可以结合计算软件和现代计算技术来进行荷载计算,以提高计算效率和准确度。
同时,桥梁设计人员应当具备扎实的工程基础和专业知识,不断学习和研究新的计算方法和技术,以适应不断变化的设计需求和挑战。
总之,桥梁荷载计算方法是桥梁设计中不可或缺的一部分,它直接关系到桥梁的安全可靠性和使用寿命。
通过合理选择和应用荷载计算方法,可以确保桥梁结构的合理性和稳定性,为人们出行提供更加安全和便捷的通行条件。
桥梁荷载横向分布系数计算方法

桥梁荷载横向分布系数计算方法桥梁是交通系统中重要的基础设施,承载着大量的车辆和行人荷载。
桥梁荷载横向分布系数的计算对于桥梁设计和施工具有重要意义。
本文将详细介绍桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行分析和说明。
桥梁荷载是指作用在桥梁上的各种力量,包括车辆荷载、人群荷载、风荷载等。
横向分布系数是用来描述桥梁荷载在桥面横向分布的系数,其大小与桥梁的形状、结构形式等因素有关。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计的重要环节,也是施工过程中的关键步骤。
计算桥梁荷载横向分布系数的方法可以分为理论计算和数值模拟两种。
理论计算方法包括集中力作用下的横向分布系数计算和均布力作用下的横向分布系数计算。
数值模拟方法则是利用计算机进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
根据集中荷载作用下的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
根据车道均布荷载的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
数值模拟方法可以利用有限元软件进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
具体步骤如下:通过对模型的应力、应变等进行分析,得出横向分布系数。
下面通过一个简单的算例来说明桥梁荷载横向分布系数的计算方法。
该桥梁为简支梁结构,跨度为20米,桥面宽度为10米。
车辆荷载为50吨的重车,速度为20公里/小时,作用在桥上长度为10米。
通过集中力作用下的横向分布系数计算方法,来计算该桥梁的横向分布系数。
计算桥梁单位长度的自重为5吨/米。
然后,确定车辆荷载的大小为50吨,位置为桥面中心线偏左1米处。
根据车辆荷载作用下的弯矩和剪力,可以得出横向分布系数为67。
根据横向分布系数的定义可知,该桥梁在车辆荷载作用下的横向分布系数为67。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计和施工中的重要环节,对于保证桥梁的安全性和正常使用具有重要意义。
本文详细介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行了分析和说明。
随着计算机技术和数值模拟方法的发展,未来的研究方向将更加倾向于开发更加精确、便捷的计算方法和模型,以便更好地应用于实际工程中。
桥梁承载力计算方法

桥梁承载力计算方法桥梁承载力计算是工程设计中的重要环节,其准确性和可靠性直接关系到桥梁的使用寿命和安全性。
本文将介绍一些常用的桥梁承载力计算方法,包括静力学计算方法和有限元分析方法。
一、静力学计算方法静力学计算方法是一种基于力学平衡的计算方法,根据桥梁受力的基本原理,通过计算各个部件的受力大小,来确定桥梁的承载力。
下面介绍两种常用的静力学计算方法。
1. 等效荷载法等效荷载法是一种常用的桥梁承载力计算方法,它将实际受力系统转化为一个等效荷载作用下的简化受力系统,通过计算等效荷载下各个部件的受力情况,来确定桥梁的承载力。
2. 部件受力法部件受力法是一种基于部件受力的计算方法,根据桥梁的几何形状和受力分布情况,通过计算各个部件的受力大小,来确定桥梁的承载力。
这种方法适用于复杂结构的桥梁,可以更准确地反映桥梁各部件的承载能力。
二、有限元分析方法有限元分析方法是一种基于有限元理论的数值计算方法,通过将桥梁划分为许多小的有限元单元,建立有限元模型,利用电子计算机进行求解,得到桥梁的受力分布情况和变形情况,从而确定桥梁的承载力。
有限元分析方法具有高精度和广泛适用性的特点,可以对桥梁的复杂受力和变形情况进行详细分析,可以考虑各种荷载和边界条件的影响。
但是,有限元分析方法需要较高的计算机性能和专业的软件工具支持。
三、案例分析为了更好地理解桥梁承载力计算方法的应用,我们以某桥梁为例进行案例分析。
该桥梁为简支梁桥,采用等效荷载法进行承载力计算。
首先,确定桥梁的荷载情况,包括车辆荷载、风荷载和温度荷载等。
然后,根据等效荷载法的原理,将实际受力系统转化为一个等效荷载作用下的简化受力系统。
接下来,通过计算等效荷载下各个构件的受力情况,包括梁体、支座和墩身等,来确定桥梁的承载力。
根据计算结果,对桥梁的结构进行相应的调整和加固,以提高桥梁的承载能力和安全性。
四、结论桥梁承载力计算是工程设计中的关键内容,准确性和可靠性对桥梁的使用寿命和安全性有着重要影响。
桥架角度计算方法

桥架角度计算方法桥架角度指的是桥梁或桥架的支撑结构与水平面之间的夹角。
在桥梁或桥架设计中,计算桥架角度是非常重要的一项任务。
下面将介绍几种常用的桥架角度计算方法。
一、几何法几何法是一种常用且简便的计算桥架角度的方法。
该方法通过测量和计算来确定桥梁或桥架的角度。
具体步骤如下:1.选取合适的位置,使用水平仪或测量仪器测量桥梁或桥架的水平面高度。
2.使用测量仪器测量桥梁或桥架支撑结构的高度。
可以通过上下测量桥梁或桥架支撑结构两侧的高度来确定平均值。
3.将桥梁或桥架的水平面高度减去支撑结构的高度,得到高度差。
4.将高度差除以支撑结构的水平距离,得到斜率。
5.使用反正切函数计算斜率的角度,即为桥架的角度。
二、测量法测量法是通过使用专用测量仪器来测量桥梁或桥架的角度的方法。
具体步骤如下:1.使用水平仪或水平仪器测量桥梁或桥架的水平面高度。
2.使用倾角仪或倾斜仪器测量桥梁或桥架支撑结构的角度。
3.将桥梁或桥架的水平面角度减去支撑结构的角度,得到桥架的角度。
三、计算法计算法是通过使用数学计算方法来计算桥梁或桥架的角度的方法。
具体步骤如下:1.确定桥梁或桥架的水平面和支撑结构的方程。
2.将桥梁或桥架的方程和支撑结构的方程相减,得到两者的差值。
3.使用数学计算方法求解差值的解,即为桥架的角度。
需要注意的是,以上方法可以根据实际情况进行适当的调整和修改。
在实际应用中,还可以使用软件或计算器来辅助计算,以提高计算的准确性和效率。
总之,桥架角度的计算方法有很多种,可以根据实际情况选择合适的方法。
无论采用哪种方法,都需要在测量和计算过程中保持精确和准确,以保证桥梁或桥架的设计和施工质量。
简单桥梁结构计算公式

简单桥梁结构计算公式简单桥梁结构是指由简单的梁、桁架等构件组成的桥梁结构。
在设计和施工过程中,需要对桥梁结构进行计算,以保证其安全性和稳定性。
下面将介绍一些常用的简单桥梁结构计算公式。
1. 梁的受力计算公式。
在桥梁结构中,梁是承受荷载的主要构件之一。
梁的受力计算公式可以通过以下公式进行计算:M = -EI(d^2y/dx^2)。
其中,M为梁的弯矩,E为弹性模量,I为截面惯性矩,y为梁的挠度,x为梁的距离。
通过这个公式可以计算出梁在不同位置的弯矩,从而确定梁的受力情况。
2. 桁架的受力计算公式。
桁架是另一种常见的桥梁结构,其受力计算公式可以通过以下公式进行计算:F = σA。
其中,F为桁架的受力,σ为应力,A为受力面积。
通过这个公式可以计算出桁架在受力情况下的应力值,从而确定桁架的受力情况。
3. 桥墩的承载力计算公式。
桥墩是桥梁结构的支撑部分,其承载力计算公式可以通过以下公式进行计算:P = Aσ。
其中,P为桥墩的承载力,A为承载面积,σ为应力。
通过这个公式可以计算出桥墩在承载荷载时的承载能力,从而确定桥墩的稳定性。
4. 桥面板的受力计算公式。
桥面板是桥梁结构的行车部分,其受力计算公式可以通过以下公式进行计算:q = wL/2。
其中,q为桥面板的荷载,w为单位面积荷载,L为荷载长度。
通过这个公式可以计算出桥面板在受力情况下的荷载值,从而确定桥面板的受力情况。
5. 桥梁整体结构的受力计算公式。
桥梁整体结构的受力计算是指对整个桥梁结构进行受力分析,其计算公式可以通过有限元分析等方法进行计算,得出桥梁结构在受力情况下的应力、变形等参数,从而确定桥梁结构的受力情况。
在实际的桥梁设计和施工过程中,需要综合运用以上的计算公式,对桥梁结构进行全面的受力分析和计算,以保证桥梁结构的安全性和稳定性。
同时,还需要考虑桥梁结构的材料、施工工艺等因素,进行合理的设计和施工,从而确保桥梁结构的质量和可靠性。
总之,简单桥梁结构的计算公式是桥梁设计和施工过程中的重要工具,通过合理的计算和分析,可以确保桥梁结构的安全性和稳定性,为人们的出行和物资运输提供良好的保障。
桥梁常用计算公式

桥梁常用计算公式桥梁是道路、铁路、水路等交通工程中非常重要的基础设施。
在设计和施工过程中,需要进行一系列的计算来保证桥梁的稳定性和安全性。
下面是桥梁常用的计算公式和方法,供参考:1.静力平衡计算桥梁的静力平衡是保证桥梁结构稳定的基础。
在计算静力平衡时,常用的公式有:-受力平衡公式:对于简支梁,ΣFy=0,ΣMa=0;对于连续梁,ΣFy=0,ΣMa=0。
-桥墩反力计算公式:P=Q+(M/b),其中P为桥墩反力,Q为桥面荷载,b为桥墩底宽度。
2.梁的弯矩计算桥梁在受到荷载作用时,会出现弯矩。
常用的梁的弯矩计算公式有:-点荷载的弯矩计算公式:M=Px;- 面荷载的弯矩计算公式:M=qx^2/2;-均布载荷的弯矩计算公式:M=qL^2/83.梁的挠度计算挠度是指梁在受荷载作用时的变形程度。
常用的梁的挠度计算公式有:-点荷载的挠度计算公式:δ=Px^2/(6EI);- 面荷载的挠度计算公式:δ=qx^2(6L^2-4xL+x^2)/24EI;-均布载荷的挠度计算公式:δ=qL^4/(185EI)。
4.桥梁的自振频率计算自振频率是指桥梁结构固有的振动频率。
常用的自振频率计算公式有:-单跨梁自振频率计算公式:f=1/2π(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L^2;-多跨梁自振频率计算公式:f=1/2π(π^2(EI/ρA)^0.5/L^2+Σ(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L_i^2)。
5.破坏形态计算桥梁在受到荷载作用时可能发生不同的破坏形态,常用的破坏形态计算公式有:-弯曲破坏计算公式:M=P*L/4;-剪切破坏计算公式:V=P/2;-压弯破坏计算公式:M=P*L/2;-压剪破坏计算公式:V=P。
6.抗地震设计计算在地震区设计的桥梁需要进行抗地震设计,常用的抗地震设计计算公式有:-设计地震力计算公式:F=ΣW*As/g;-结构抗震强度计算公式:S=ηD*ηL*ηI*ηW*A。
其中,ΣW为结构作用力系数,As为地震地表加速度,g为重力加速度,ηD为调整系数,ηL为长度和工况调整系数,ηI为体型和影响系数,ηW为材料和连接性能系数,A为结构抗震强度。
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***桥梁仿真单元类型 (1)一、建议选用的单元类型 (1)二、常见桥梁连接部位 (2)三、桥梁基础的处理方式 (2)***桥梁常见模型处理 (2)一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元 (2)二、桥梁建模要综合运用各种合适的单元 (3)三、选用合适的分析方法 (3)施加预应力的方式 (3)一、预应力的模拟方式 (3)二、建立预应力的模型 (5)***土弹簧的模拟 (5)***混凝土的模拟 (5)工况组合 (6)一、典型的荷载工况步骤 (6)二、存储组合后的荷载工况 (6)风荷载的确定 (7)地震波的输入 (7)初应力荷载 (8)Ansys可采用两种方法来实现铰接: (8)AUTOCAD模型输入 (9)用ANSYS作桥梁计算十三(其他文件网格划分) (12)(一)时间选项 (13)(二)子步数和时间步大小 (13)(三)自动时间步长 (14)(四)阶跃或递增载荷 (14)关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的说明: (14)一、用于动态和瞬态分析的命令 (14)二、非线性选项 (14)三、输出控制 (15)重新启动一个分析 (16)一、重启动条件 (16)二、一般重启动的步骤 (17)三、边界条件重建 (17)在Ansys单元库中,有近200种单元类型,在本章中将讨论一些在桥梁工程中常用到的单元,包括一些单元的输人参数,如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、表面荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。
***关于单元选择问题这是一个大问题,方方面面很多,主要是掌握有限元的理论知识。
首先当然是由问题类型选择不同单元,二维还是三维,梁,板壳,体,细梁,粗梁,薄壳,厚壳,膜等等,再定义你的材料:各向同性或各向异性,混凝土的各项’参数,粘弹性等等。
接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等选择,要对各种单元的专有特性有个大概了解。
使用Ansys,还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用,因此很多东西被掩盖到背后去了。
比如单元类型,在Solid里面看到十几种选择,Solid45,Solidl85,Solid95等,看来区别只是节点数目上。
但是实际上每种类型里还有Keyopt分成多种类型,比如最常用的线性单元Solid45,其Keyopt(1):in cludeorexclude extradisplacement shapes,就分为非协调元和协调元,Keyopt (2):fullintegration。
rreducedintegration其实又是两种不同的单元,这样不同组合一下这个Solid45实际上是包含了6种不同单元,各有各的不同特点和用处。
因此使用Ansys要注意各单元的Keyopt选项。
不同的选项会产生不同的结果。
·举例来说:对线性元例如Solid45,要想把弯曲问题计算得比较精确,必须要采用非协调模式。
采用完全积分会产生剪切锁死,减缩积分又会产生零能模式(ZEM),非协调的线性元可以达到很高的精度,并且计算量比高阶刷、很多,在变形较大时,用Enhanced Strain比非协调位移模式(Enhaced Displacement)更好(Solidl85)。
但是这些非协调元都要求网格比较规则才行,网格不规则的话,精度会大大下降,所以如何划分网格也是一门实践性很强的学问。
采用高阶单元是提高精度的好办法,拿不定主意时采用高阶元是个比较保险的选择,但是高阶单元在某些情况下也会出现剪切锁死,并且很难发现,因此用减缩积分的高阶元通常是最保险的选择,但是在大位移时,网格扭曲较大,减缩积分就不适用。
不同结构形式的桥梁具有不同的力学行为,必须针对性地创建其模型,’选择维数最低的单元去获得预期的效果(尽量做到能选择点而不选择线,能选择线而不选择平面,能选择平面而不选择壳,能选择壳而不选择三维实体)。
下面的几节介绍一下桥梁工程计算中经常会用到的单元。
***桥梁仿真单元类型一、建议选用的单元类型在桥梁用Ansys建立模型时,可参照以下建议用的单元进行桥梁模型的建立。
.1.梁(配筋)单元:桥墩、箱梁、纵横梁。
2.板壳(配筋)单元:桥面系统。
3.实体(配筋)单元:桥墩系统、基础结构。
4.拉杆单元:拱桥的系杆、吊杆。
5.拉索单元:斜拉桥的索、悬索桥的钢丝绳。
6.预紧单元:索力控制、螺栓铆钉连接。
7.连接单元:支座、地基。
二、常见桥梁连接部位在桥梁建立模型时要准确模拟边界条件,因此要准确分析连接部位的固有特性。
(一)常见桥梁连接部位1.固定支座、铰支、可滑移支座等空间支座系统。
2.带减振和隔振措施的减振支座系统。
3.地基—主体之间桩-基系统。
4.刚构之间的螺栓连接、铆接等。
5.梁管之间的球接和铰接等。
(二)连接部分解决方法Ansys在解决桥梁不同的连接部位时可选用如下的方法:1.Combin7、Combin40、Linkll、Contact52、Combine38弹簧(阻尼、间隙元):可用来模拟支座、绳索、拉杆等桥梁部件。
2.预紧单元可解决螺栓、铆钉连接的问题。
,3.二力杆拉杆、索可解决拉索问题。
4.耦合与约束方程可解决梁与塔横梁的边界约束关系。
5.接触单元如Contact52可模拟滑动支座、销接等部件的真实情况。
(三)常见桥梁接触问题桥梁各个部分之间可能存在如下三种接触方式。
1.滑移连接:点点接触。
2.绑定连接:点面接触。
3.转动连接:面面接触。
用接触单元可模拟如:滑移支座接触、挡块与其他部件的接触、振动时不同构件的碰撞等问题,这里不再一一赘述。
.三、桥梁基础的处理方式为了真实的模拟桥梁的实际情况,需要真实模拟桥梁的基础受力、变形及约束情况,建议建立模型时采用如下方案。
1.基础平台与桩基:用实体模型、预应力配筋。
’2.基础与岩土系统:有限区域实体模型、预应力配筋。
***桥梁常见模型处理一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元1.刚构桥、拱桥:梁与杆单元组合模型。
2.钢管混凝土:复合截面梁模型。
3.连续梁:梁模型。
4.斜拉桥/悬索桥:梁、板壳、索或杆单元组合模型。
5,立交桥:实体墩、板壳桥面和加强梁混合模型。
6.局部详细计算:实体(考虑配筋)或板模型,以便考虑模型细节特征,如结构尺寸构造倒角、厚薄或粗细过度、凹凸部分以及配筋等。
二、桥梁建模要综合运用各种合适的单元对桥梁进行总体分析应该遵循如下原则:1.支座系统采用弹簧—阻尼系统;··2.连接部位采用耦合与约束方程;3.桥墩系统采用截面梁、配筋梁;4.桥面系统采用截面梁、配筋梁、板壳、梁板组合。
对桥梁进行局部分析应该遵循如下原则:1.支座系统采用实体模型:粘弹(粘塑、超弹、塑性)大变形(位移);2.连接部位采用接触模型:实体、板壳、梁或组合模型;3.桥墩系统采用实体模型:配筋与混凝土破坏;4.桥面系统采用实体或板壳:配筋与混凝土破坏,组合梁之间的耦合与约束方程。
三、选用合适的分析方法、在对桥梁进行建模计算时对不同的计算目的要采取不同的计算步骤。
(一)静态计算1.根据分析类型承载特点建立合理梁、板、实体、拉杆(模拟索)模型;2.材料与几何非线性效应;3.连接部位与支座的正确处理。
(二)动力分析1.尽量采用梁、板壳或二者组合模型;2.附属结构简化为质点,建立与总体结构耦合关系;3.连接部位与支座自由度协调合理;4.应当考虑大变形、初应力以及预张力的动力影响;5.必须正确考虑阻尼效应;6.材料与几何非线性效应。
施加预应力的方式一、预应力的模拟方式Ansys里加预应力有几种方式:1.直接在单元中加,(Linkl0等单元可以通过Real实常数来加)。
2.用F加力,然后在分析时打开Prestl~ss,加。
3.用温度变化模拟。
在常用的软件系统中,预应力混凝土分析根据作用不妨分为两类:分离式和整体式。
所谓分离式就是将混凝土和力筋的作用分别考虑(脱离体),以荷载的形式取代预应力钢筋的作用,典型.的如等效荷载法;而整体式则是将二者的作用一起考虑,典型的如Ansys中用Link单元模拟力筋的方法。
(一)线性或非线性的考虑对于预应力混凝土结构,只要是开裂前阶段的应力分析,完全可以将混凝土视为弹性材料,当然钢筋也是弹性材料,这主要在使用荷载阶段的应力分析。
假如要进行开裂和极限分析,则必须考虑二者的非线性特性。
(二)分离式方法(等效荷载法)的特点主要优点是建模简单,不必考虑力筋的位置而可直接建模,当然网格划分也简单,对结构在预应力作用下的整体效应可比较快捷地掌握。
其缺点是比较明显的:①不便模拟细部,例如力筋所在位置对结构的影响显然是不同的,假如一定要模拟,则荷载必须施加在力筋的位置上,故其建模的方便性就消失了;‘②等效荷载法没有考虑力筋对混凝土的作用分布和方向,力筋对混凝土作用显然在各处是不同的,而等效荷载法则没有计及此点;③对张拉过程无法模拟;,④在其他外荷载作用下的共同作用不便考虑,否则要加入力筋(其建模则同整体式),不能确定力筋在外荷载作用下的应力增量;⑤可以模拟应力损失的影响。
但是对于只关注预应力混凝土结构的基本性能时,可以考虑采用等效荷载法。
’(三)整体式方法的特点将混凝土和力筋划分为不同的单元‘逛考虑,而模拟预应力可以采用降温方法和初应变方法。
降温方法比较简单,同时可以模拟力筋的损失,单元和实常数几种即可;而采用初应变又要模拟力筋各处不同的应力时,每个单元的实常数各不相等,工作量较大。
所以比较而言,采用整体式时考虑降温方法为宜。
主要缺点是建模不便,尤其是当力筋较多且曲线布筋时(可以采用APDL解决);其优点也比较明显:①力筋的具体位置一定,对结构的影响可全面的考虑;②力筋对混凝土的作用近似的得到考虑(在结点处);③可以模拟张拉不同的力筋,以优化张拉顺序;④不管何种荷载,都是力筋和混凝土共同承担的,可以得到力筋在任何荷载下的应力;⑤可以模拟应力损失的影响。
但在后张法中有几个问题是应该考虑的(当然可以不予理睬):①力筋的滑动问题。
在张拉过程中,力筋与混凝土之间没有粘结,存在接触和滑动,而张拉完毕后,一般又都建立了粘结。
这个问题可以这样考虑,因为分析总是张拉完毕(哪怕是某一束),这时显然没有滑动问题了,即可以按有粘结处理;而在荷载作用下有了粘结,自然可以按有粘结处理。
②在张拉完毕后力筋的应力是已知的,在分析时输入降温也是按张拉应力反算的,计算后力筋的应力显然不等于张拉应力。
这里有弹性压缩的问题,即降温应该计人混凝土弹性压缩损失,你可以考虑增大一定的比例,然后降温计算,二者相符或差别合适时认可。
综上,类似计算分析,建议采用整体式之降温模拟方法。
二、建立预应力的模型在模拟预应力钢筋时,传统的方式是把预应力钢筋作为体积的边界,把混凝土体积分割开来,Glue后划分混凝土单元,边界就作为Link或Beam单元了。
普通钢筋可以用Solid65的分布钢筋模拟,其实常数数据很简单。