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2017-05-25

作者:王莹,山西建筑SHANXI ARCHITECTURE 2008年第12期利用正交各向异性板计算梁格架计算的比较

三维计算中,组合梁通常与正交各向异性板连接。 Die Längsrichtung der Plattensteifigkeit wird dabei durch einen Hauptträger definiert und die Querrichtung durch eine orthotrope Platte. Die Steifigkeit der Platte in Längsrichtung wird hierbei annähernd zu null gesetzt. Die Ermittlung der Steifigkeiten in der orthotropen Platte wird unten erläutert.

例如, [2]通常建议定义一个梁式栅格。 该格栅结构很好地体现了组合梁混凝土板的双轴结构行为。 但是,在这种情况下建模工作量较大,并且栅格在局部离散点上不准确。 下面将梁栅格的建模与正交各向异性板的建模进行比较。

首先,我们使用一个简单的结构来定义梁的格栅结构。然后定义正交各向异性板。 最后,解释了结果和差异。

系统

  • 截面钢筋: HE-A 200
  • 钢材: S235
  • 截面混凝土: d = 100 mm
  • 材料混凝土: C30/37
  • 荷载: 5 kN/m²
  • 横向应变: nu = 0.2

在 SHAPE-MASSIVE 中创建组合截面,并按照定义的截面到混凝土板的偏心导入到 RFEM 中。 假设截面的有效宽度为60 cm。 截面的重心在混凝土和钢筋之间的连接处向上移动了 0.8 cm。 因此在计算时需要考虑连接节点。 向下移动了 5 cm。

选择支座方案本身时,不会因为约束变形而产生约束。

两个体系的荷载作用相同。

  • LC1 = 5 kN/m²
  • LC2 = 10 kN(x 方向 = 跨中,y 方向 = 外侧边缘)

梁式格栅结构

梁式栅格格栅的要求(来自[1] ):

  • 恒定施工高度
  • 直线梁桥
  • 简单对称截面
  • 两根主梁都支撑在每个支撑轴上,该轴垂直于桥的纵轴。
  • 支座轴上几乎刚性的横向加劲
  • 支座坐标轴无约束翘曲
  • 用于桁架分析的结构软件必须能够计算杆件单元。

抗弯刚度的计算值(来自 [2]):

抗扭刚度计算值:

截面性质:

  • IT = 0 cm 4
  • Iy = (100cmx (10cm)³)/12 = 8333.3 cm 4
  • A = 1000 cm²
  • Ay = 833 cm²

在程序中使用有效的截面属性进行输入。 此处考虑了杆件的剪切刚度。 计算混凝土板的横向刚度(宽度 = 1 m)。

正交各向异性板结构

在正交各向异性板结构中,主梁的建模方法与梁栅格相同。 然后将这些梁集成到混凝土翼缘中。 刚度传递全部由主梁传递,横向由混凝土翼缘传递。 有限元网格大小的定义与次梁的距离相同,均为50 cm。

正交各向异性板的刚度矩阵是对称的,并且只应用于主对角线。 板的纵向抗弯刚度和抗扭刚度与梁格栅的横向钢筋相同,几乎为零。

抗弯刚度计算值:

抗扭刚度计算值:

在程序中,使用用户自定义的刚度输入数据。

小结


作者

Kuhn 先生负责木结构产品的开发工作,并为客户提供技术支持。

链接
参考
  1. Unterweger, H.: Globale Systemberechnung von Stahl- und Verbundbrücken, Modellbildung und Leistungsfähigkeit verbesserter einfacher Stabmodelle. Graz: IBK an der TU Graz, 2007
  2. Standsicherheitsnachweise für Kunstbauten: Anforderungen an den Inhalt den Umfang und die Form. Bonn-Bad Godesberg: Bundesminister für Verkehr, Abteilung Straßenbau, 1987
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