SAP拱报告Word文件下载.docx
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例本结构为跨径L=48m,矢高h=6m,采用钢筋混凝土拱肋,断面尺寸为0.4m×
0.4m,混凝土强度等级为C50,E=3.45×
107Kpa,,拱上作用分布荷载为q=14KN/m.
本次报告拱完成三个方面的任务
(1)在两边简支座的情况下,比较有拉杆,吊杆与无拉杆,吊杆的受力的区别
(2)在没有拉杆,吊杆的情况下,比较水平刚度不同对受力的影响
在有拉杆和吊杆的情况下
(3)三铰拱、两铰拱、无铰拱计算,比较三拱受力。
工况
(1)的作用下的结果如下:
弯矩图为
图A
剪力图为;
图B
轴力图为;
图C
当其他条件相同而没有拉杆和吊杆的情况下
弯矩图为:
图D
剪力图为:
图E
轴力图为:
图F
结论:
1由图A和图D对比可以知道,在有拉杆和吊杆的情况下,最大弯矩减少很多,在图D中由图可以知道最大弯矩为4116.5KN.m,而在图A中最大弯矩为66.7KN.m.
2在图A中拉杆承受了相当大部分的弯矩和轴力。
3对于柔性系杆拱来说,吊杆主要起传递桥面系恒载和活载的作用,所有荷载主要有拱肋来承担,系杆主要平衡推力,不承担弯矩。
4两铰拱与三铰拱的受力特征基本相同,计算公式的形式完全一样,只是水平反力FH的计算方法不同。
在三铰拱中,水平推力FH是由平衡条件求出来的;
在两铰拱中,水平推力FH是通过变形条件求出来的。
5假如拉杆的刚度很大(即
),则
,此时带拉杆的两铰拱的多余未知力X1的计算式与无拉杆时的计算式趋于一致。
假如拉杆的刚度很小(即
,因而
,此时带拉杆的两铰拱将变成曲梁,拱肋的受力状态将会恶化。
因此,在设计带拉杆的两铰拱时,为了减小拱肋的弯矩,改善拱的受力状态,拉杆应具有足够的刚度。
工况
(2)的作用下的结果如下:
当K=0.1时弯矩图为
图G
此时,最大弯矩1111.3KN.m,中点竖向位移:
0.1784m
当K=5000时弯矩图为
图H
此时,最大弯矩86.26KN.m,中点竖向位移:
0.02142m
当K=20000时弯矩图为
图I
此时,最大弯矩68.51KN.m,中点竖向位移:
0.00666m
当K=50000时弯矩图为
图J
此时,最大弯矩66.37KN.m,中点竖向位移:
0.0025m
当K=10000000时弯矩图为
图K
此时,最大弯矩64.86KN.m,中点竖向位移:
0.000028m
结果汇总如下表:
K
最大弯矩值KN.m
中点竖向位移m
0.1
1111.3
0.1784
5000
86.26
0.02142
2×
104
68.51
0.00666
5×
66.37
0.0025
1×
107
64.86
0.000028
结论:
①由图G到图K的数据显示可以知道,水平刚度越大,结构的最弯矩越小,变形也越小。
所以拱对地基强度的要求很大。
2当水平刚度较小的时候拱只有正弯矩,而当水平刚度较的时候,拱两边的结构承受正弯矩,中间部分的结构承受负弯矩,这样可以更充分的运用结构的材料性能。
工况(3)作用下的受力图为:
三铰拱弯矩图(
)
二铰拱弯矩图(
无铰拱弯矩图(
三铰拱剪力图(
二铰拱剪力图(
无铰拱剪力图(
三铰拱轴力图(
二铰拱轴力图(
无铰拱轴力图(
无铰拱支座移动弯矩图(
无铰拱支座移动剪力图(
无铰拱支座移动轴力图(
分析结论:
(1)三铰拱可避免两拱趾和拱顶的弯曲变形,而且在支座、温度变化的影响下不产生内力。
(2)两铰拱是一次超静定结构,其弯矩在两端趾拱处为零而逐渐向拱顶增加。
(3)两铰拱和无铰拱相比,无铰拱的弯矩分布较均匀。
(4)计算机和手算结果相比;
轴力计算结果基本一致,但弯矩、剪力图在数值上有差别,其原因是“以直代曲”引起的。
本报告在操作过程中遇到了几个问题
(1)开始在建模的时候采用曲梁模型,在这种模型下,在加载的时候出现问题,不能分段加载,只能对整个曲梁进行Z方向的加载。
于是调整建模方式
(2)由于操作不熟悉,不懂如何绘制垂直的线段,则只能在用曲梁建立的模型上删除曲梁,再用直线连接每个吊杆的端点,从而完成建模。
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