資源描述:
《不同支座剛度對寬支座連續(xù)梁受力特性影響》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、724第十二屆中國海岸工程學術討論會論文集不同支座剛度對寬支座連續(xù)梁受力特性影響112吉明,陶桂蘭,陳奉琦(1.河海大學交通學院,江蘇南京210098;2.第三航務工程勘察設計院,上海200032)摘要:通過ANSYS軟件的建模分析,模擬寬支座連續(xù)梁在支座剛度變化時內(nèi)力分布情況,并通過模型試驗對其計算結(jié)果進行驗證,同時將寬支座連續(xù)梁的計算結(jié)果與按彈性支承連續(xù)梁計算結(jié)果進行比較,從而得出寬支座連續(xù)梁在支座剛度不同時的一些受力特性。關鍵詞:ANSYS建模;連續(xù)梁;寬支座;剛度;模型試驗隨著碼頭使用要求和自然條件的變化,碼頭結(jié)構(gòu)較以往有較大變化,使得碼頭的排架間距和支座處樁帽的寬度越來越
2、大,有些碼頭軌道梁、橫梁處的支座寬度甚至超過梁的計算跨度的一半。由于樁帽的相對尺寸逐漸變大,縱梁、橫梁擱置的寬度也逐漸加大。在縱梁、橫梁的計算中,按《高樁碼頭設計與施工規(guī)范》(JTJ267-98),把縱梁、橫梁簡化為彈性支承連續(xù)梁進行計算,但由于寬支座的影響,支座彎矩及支座反力的確定與規(guī)范計算結(jié)果存在較大差異,給工程設計帶來了較大的困難。因此有必要對其計算方法進行研究,以解決工程設計中的困難。1模型試驗概況模型試驗在河海大學港工實驗室進行。模型比例尺采用1︰5,梁體混凝土采用C25,梁的各部分尺寸如圖1所示(單位:cm)。圖1模型梁尺寸(支座寬度120cm)為分析寬支座梁在相同支座
3、寬度條件下(本文考慮的支座寬度是1.20m),不同的支座剛度對其內(nèi)力和支座反力的影響,在對每組梁進行試驗時,通過改變支座下橡皮的塊數(shù)來模擬梁下部剛度的變化,支座橡皮的布置分別為兩塊橡皮兩層,兩塊橡皮四層(橡皮的壓縮性指標見圖2)。支座反力由擱置在樁帽處的反力計測得,作用荷載為作用于跨中的集中荷載及作用于CD跨的均布荷載。圖2橡皮壓縮曲線2計算模式本文以分析梁的支座反力為出發(fā)點,采用ANSYS建模分析和彈性支承連續(xù)梁方法。[1]2.1ANSYS建模分析ANSYS分析是根據(jù)試驗模型的尺寸(圖1)進行建模,選用BEAM3單元對梁進行模擬,支座處的橡皮則用彈簧單元COMBIN14模擬。建立
4、梁的模型。梁體部分由BEAM3梁單元組成,在樁帽處的支座截面單元通過改變實常數(shù)(截面慣性第十二屆中國海岸工程學術討論會論文集725矩及截面積)的方法與梁其它部分進行區(qū)別,模擬支座處橡皮特性的彈簧單元則根據(jù)圖2進行計算,兩塊橡皮兩層和四層的剛度系數(shù)分別取17241kN/m,9434KN/m。[2]2.2按彈性支承連續(xù)梁進行分析彈性支承連續(xù)梁一般采用五彎矩方程來進行計算。對于N支座的連續(xù)梁,可建立(N-1)個中間支座的五彎矩方程式,聯(lián)立求解線性方程組,求得中間支座的彎矩,再考慮梁跨的平衡條件,求得其余各項內(nèi)[3]力。本文利用了彈性支承連續(xù)梁的程序,沒有考慮寬支座的影響,對試驗模型梁進行
5、了計算。3結(jié)果分析試驗梁的尺寸見圖1,在CD跨中位置施加集中荷載(分二次加載)和均布荷載。根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性,取梁的一半進行計算分析。模型試驗結(jié)果及按彈性支承連續(xù)梁程序和ANSYS建模計算的結(jié)果如表1、2。表1各支座處反力值(兩塊橡皮)N集中力作用于CD跨中均布力作用在CD跨中分二次加載一次加載第一次加載至4169N第二次加載至6190N6190N實測1ANSYS程序?qū)崪y2ANSYS程序ANSYS程序A-162-162-204-244-241-303-237-280B230241419330357622386694C20182006187030102978277629462681表2
6、各支座處反力值(四塊橡皮)N集中力作用于CD跨中均布力作用在CD跨中分二次加載一次加載第一次加載至4169N第二次加載至6190N6190N實測1ANSYS程序?qū)崪y2ANSYS程序ANSYS程序A-206-198-210-312-295-312-288-281B410426565607633838652882C18811857173028002757256927312494注:支座反力以向上為正。從表1和表2中的數(shù)據(jù)可以看出:模型試驗實測值與ANSYS計算的結(jié)果比較接近,其差值都控制在10%以內(nèi),而實測值與彈性支座連續(xù)梁計算的支座反力差值則隨著支座剛度的增加而加大。用模型試驗測量寬
7、支座連續(xù)梁支座反力的結(jié)果與按彈性支承連續(xù)梁的計算結(jié)果比較有一定的差異,具體表現(xiàn)為以下幾點:1)在不同支座剛度下,不管是否考慮寬支座的影響,各支座處的受力方向都沒有發(fā)生變化,但是由于連續(xù)梁的寬支座的影響,荷載作用的跨所受的支座反力明顯比按彈性支承連續(xù)梁的反力要大,而其余跨的支座反力絕對值都有不同程度的下降;2)支座剛度越大,寬支座連續(xù)梁支座反力與彈性支承連續(xù)梁反力之差的絕對值就越大,也就是支座剛度越大,寬支座效應就越明顯;3)不管是按寬支座連續(xù)梁還是彈性支承連續(xù)梁計算,