没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
通缝与错缝管片结构分析.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 82 浏览量
2023-05-15
20:01:21
上传
评论
收藏 3.52MB PDF 举报
温馨提示
试读
40页
通缝与错缝管片结构分析.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
.
.
通缝与错缝管片构造分析
——MIDAS/GTS 在梁-弹簧法中的应用
1. 梁-弹簧模型的介绍
地下构造与地上构造相比,虽然在几何上都可以简化为框架构造,但由于地下构造在
上覆土荷载的作用下,其变形要受到周围土体本身的约束,从某种意义上来说,围岩是地
下构造上的荷载,但同时也是构造本身的一局部。所以,必须考虑构造与围岩之间的相互
作用问题。同时为了模拟接头在构造中的作用, Kubo,Yuki,Yamamoto,Murakami,Koizumi
等提出用弹性铰来模拟管片接头的力学特性。
弹性铰既非刚性铰,也不是完全铰,其承担的弯矩多少,与接头的刚度大小成正比。
弹性铰在法向和切向都设置有弹簧,允许接头两侧管片有相对位移,在相互作用力一定的
情况下,位移的大小由弹簧刚度决定。假设将管片构造视为梁,接头视为变形连续的弹簧,
分别用来模拟管片和接头的力学特性,这种模型被称为“梁-弹簧模型〞。
在进展地铁隧道的内力和变形分析计算时,可以采用梁-弹簧模型法。其根本假定如下:
假定管片为小变形弹性梁,管片为足够多个离散等厚度直梁单元;
用布置于模型各节点上的弹簧单元来模拟围岩与构造的相互作用,弹簧单元不能
承受拉力,受拉力将自动脱落,弹簧的弹性系数由 Winkler 假定为根底的局部变形
3
理论确定,一般采用地层的弹性抗力系数
K
值〔单位为
KN/m
〕,再计算得出模拟
构造与地层相互作用间弹簧的弹性系数;
构造底部作用一样的竖向反力来平衡地面荷载、土压、水压以及构造的自重。
本文将管片作为计算上较为简单的直梁单元考虑,采用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟
管片间和管片环间螺栓的实际效应。同时将地层与管片之间的相互作用用地基弹簧单元模
拟。相对于将管片环考虑为均匀刚度的其他管片,就设计方面而言,梁-弹簧模型法较为全
面地考虑接头对构造的影响,能够更加接近地反映管片的实际工作情况。作用于管片上的
荷载主要为管片自重、上覆荷载、垂直土压力、水平土压力及下部垂直荷载抗力。
2. 问题的描述
每个单环管片的直径为 12m,厚度 0.5m,长度为 1.5m,采用 C30 的混凝土,分块采
用了国内地铁隧道中的常用方法,即 8 块分割,容重为
25KN/m
,弹性模量为 30GPa,
泊松比为 0.2。管片顶部距离地表的埋深为 30m,土的容重为 20KN/m ,地面上覆荷载为
3 3
20KN/m 。考虑全周地基弹簧,且地基抗力系数取为 10000KN/m 。
对于管片接头弹簧参数,本文主要参考国内外地铁隧道设计的一些实例,考虑弧形螺
栓的特征选取了如下表所示的经历值。
表 1:管片接头弹簧的根本参数
3
3
管片环间剪切弹簧模量〔KN*m
-1
〕
半径方向 切线方向
1.149×10
5
7.86×10
5
管片间旋转弹簧模量〔KN*m*rad
-1
〕
正方向 负方向
1.2×10
5
9×10
4
-
优选
.
.
在本次荷载的计算中,水平压力用竖向荷载乘以侧压力系数 0.6 表示,荷载的计算结
果如下表所示。
表 2:荷载计算表
荷载 侧压力系数
地面荷载上侧土压 构造自重 上侧荷载 下侧荷载 上侧荷载 下侧荷载
数值 20 600 25 620 645 0.6 372 516
竖向〔KN/m
2
〕 水平〔KN/m
2
〕
3. 建模过程
3。1 建立单环几何模型
考虑管片间的接头建立几何模型如下所示。
图 1:单环几何模型
3。2 建立单环有限元模型
对其进展网格划分,如下:
图 2:单环有限元模型
3。3 通过复制和旋转生成通缝与错缝模型
在进展计算时对通缝考虑一环为根本单元,对错缝考虑二环为根本单元。在本文考虑
4 环进展分析,左边为通缝模型,右边为错缝模型,错角为 22.5 度。
-
优选
.
.
图 3:通缝与错缝有限元模型
3。4 建立管片间的旋转弹簧
按照表 1 的参数建立管片之间的旋转弹簧如下:
图 4:通缝与错缝管片间连接模型
3。5 建立管片环间的剪切弹簧
按照表 1 的参数建立管片环之间的剪切弹簧如下:
-
优选
.
.
图 5:通缝与错缝管片环间连接模型
3。6 建立地基弹簧单元
生成加在其法线方向上面的地基弹簧,,且一般假定弹簧单元的长度为 1,其实长度对
计算结果并无影响。
图 6:通缝与错缝地基弹簧模型
3。7 加载与求解
按照表 2 的设定对模型进展加载:
-
优选
.
.
图 7:加载图
3。8 后处理
进入后处理对结果进展查看。
3.8.1 位移图
通缝竖直位移 DZ 图如下:
-
优选
剩余39页未读,继续阅读
资源评论
hhappy0123456789
- 粉丝: 62
- 资源: 5万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功