Расчет внутренних усилий по МКЭ в программно-вычислительном комплексе MIDAS Civil

Особенностями расчета внутренних усилий методом конечных элементов в конкретно заданной модели являются:

1.Загружение конструкции производится с коэффициентами надежности и динамическим коэффициентом, не равными 1;

2.Расчет производится по пространственной расчетной схеме;

3.Для заданных подвижных нагрузок программа определяет наиболее неблагоприятное ее положение вдоль оси движения;

4.Расчетная схема задана в виде сопрягающихся плит при характерном опирании: по краям балки заданы шарнирно-подвижные опоры, в местах примыкания наклонным стоек рамы – накладываются связи, ограничивающие перемещения по всем степеням свободы;

5.Не учитывается распределение подвижной нагрузки под 45ᵒ в теле покрытия ПЧ;

6.Подвижная нагрузка действует по оси, проходящей через центр полосы движения;

7.Пешеходная нагрузка задается в виде подвижной равномерно распределенной нагрузки;

8.Внутренние усилия в главной балке от действия нагрузки будем определять как равномерно распределенные силы. Расчет будет вестись, как во внецентренно растянутом и внецентренно сжатом элементе.

9.Все нагрузки задаются с учетом коэффициентов надежности и динамического коэффициента: для расчетов по прочности –

Коэффициенты надежности к собственному весу конструкции         , к весу покрытия ездового полотна =1,5, к полосовой нагрузке =1,15, к нагрузке от тележки АК =1,15, к нагрузке от тележки НК =1,15.

а) для ¼ крайнего пролета:

б) для ½ крайнего пролета:

в) для опорного сечения:

 

г) для ¼ среднего пролета:

д) для ½ среднего пролета:

е) для ¾ крайнего пролета:

Рисунок 3.1 - Поверхности влияния для различных сечений.

для расчетов на трещиностойкость - коэффициенты надежности равны 1, динамический коэффициент равен (1+μ)=1;

Коэффициенты надежности к собственному весу тротуара и перил, к весу защитного ограждения =1,2, к пешеходной распределенной нагрузке =1,2.

Нагрузки для расчета на прочность:

g₁ – собственный вес главной балки ПС Midas определяет самостоятельно;

g₂ =3,39*1,5=5,085 кН/м² – нагрузка от веса ездового полотна;

g₃ =3,525*1,2=4,23 кН/м² – вес тротуарной одежды;

G₄ =1*1,2=1,2 кН/м – вес тротуарных перил;

G₅ =4,7*1,2=5,64 кН/м² – вес ограждений;

V₁ =14*1,15=16,1кН/м² – нагрузка полосовая АК при 1и 2 схеме загружения для левой полосы движения;

V₂=14*1,15*0,6=9,66кН/м² – полосовая нагрузка АК при 1 схеме для правой полосы движения;

P=140*1,15=161 кН/м – осевая нагрузка АК при 1 и 2 схеме загружения для обеих полос движения;

P_НК=252*1,15=289,8кН/м – осевая нагрузка НК при 3 схеме загружения;

P_f=1,2*2,68=3,216кН/м² – пешеходная нагрузка на тротуарах для 1 схемы загружения;

P_f=2,68кН/м² – пешеходная нагрузка на тротуарах при расчете на трещиностойкость;

Внутренние усилия

Определим внутренние моменты в характерных сечениях, основываясь на том предположении, что от внешней нагрузки в плите возникают растягивающие или сжимающие равномерно распределенные силы.

Рисунок 3.2 – Деформированный вид и эпюра растягивающих/сжимающих вдоль оси моста усилий