Embed Size (px)
DESCRIPTION
Analiza numeryczna mostu łukowego w na rzece w koraszewie, wyznaczenie sił wewnętrznych z uwzględnieniem faz budowy w programie SOFISTiK
Citation preview
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Zakład Dróg i Mostów
Rzeszów, 2014/2015
Autor: Maciej Babiak
Komputerowe wspomaganie projektowania mostów
Prowadzący:
mgr inż. Maciej Kulpa
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
1
1. DANE OGÓLNE
1.1. Podstawa formalna i przedmiot opracowania Podstawą wykonania projektu jest temat wydany przez Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej.
Celem opracowania jest wykonanie modelu numerycznego wybranego obiektu mostowego w oparciu o metodę elementów skończonych w programie SOFiSTiK.
1.2. Dane wyjściowe Model numeryczny wykonano w oparciu o projekt wykonawczy przebudowy istniejącego obiektu mostowego przez rzekę Koszarawa przy miejscowości Jeleśna. Przyjęto następujące założenia do projektowania:
o schemat statyczny belka ciągła, główne przęsło most łukowy
o rozpiętość teoretyczna obiektu 2,4+47,0+2,4m
o szerokość przęsła 13,06m
o kąt skrzyżowania z przeszkodą 85°
o klasa obciążenia 1
o materiały stężenia i wanty- stal S355NL
konstrukcja łuku i ściągu -beton C40/50
o Szerokości użytkowe 2,0 +7,5+1,5m
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
2
2. MODEL NUMERYCZNY
2.1. Charakterystyka obiektu
2.1.1. Przekrój poprzeczny
2.1.2. Widok z boku
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
3
3. DYSKRETYZACJA OBIEKTU
3.1. Model obiektu Do zamodelowania obiektu wykorzystano moduł AQUA programu SOFiSTiK.
3.1.1. Materiały Do zamodelowania wykorzystano stal S355 i beton C40/50 których charakterystyki
znajdują się w programie.
3.1.2. Siatka węzłów Siatkę zamodelowano, biorąc pod uwagę rozstaw dźwigarów, wysokość i rozstaw
łuków, oraz stosunki długości przęsła do jego szerokości.
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
4
3.1.3. Geometria obiektu Do zamodelowania całego obiektu użyto elementów belkowych E1 i cięgnowe E1 i
płytowe E2.
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
5
3.2. Obciążenia
3.2.1. Sposób przyłożenia obciążenia Obciążenia do konstrukcji przykładano w module SOFILOAD za pomocą funkcji:
o AREA – funkcja modelująca obciążenie rozłożone na powierzchni [kN /m2] o LINE – funkcja modelująca obciążenie rozłożone na długości [kN/m]
3.2.2. Uwzględnienie faz wykonawczych o Faza I – po odparowaniu betonu i zdjęciu deskowania płyta pomostu pracuje
pod własnym ciężarem, uwzględniono również możliwość termicznego obciążenia płyty, skurcz pominięto ze względu na planowany krótki czas trwania tej fazy.
o Faza II – wykonanie żelbetowych dźwigarów łukowych, elementy łuku przez scaleniem podparte są w miejscach podpór tymczasowych płyty pomostu.
o Faza III – następuje podwieszenie pomostu do łuków za pomocą want stalowych a następnie montaż wyposażenia.
o Faza IV – demontaż podpór tymczasowych i dopuszczenie obiektu do ruchu, obciążenia od oddziaływań zmiennych ruchomych, obciążenie chodnika, obciążenie dwóch pasów i obszaru pozostałego obciążeniem UDL oraz obciążenie pasa pierwszego i drugiego obciążeniem TS.
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
6
4. ANALIZA STATYCZNA DLA WYBRANYCH FAZ
4.1. Faza II
4.1.1. Schemat konstrukcji w fazie II
4.1.2. Wykres momentów zginających Myy w płycie od obciążenia ciężarem własnym płyty [kNm/m]
4.1.3. Wykres momentów zginających Mxx w płycie od płycie od obciążenia ciężarem własnym płyty [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
7
4.1.4. Wykres momentów zginających Myy w płycie od ogrzania płyty [kNm/m]
4.1.5. Wykres momentów zginających Mxx w płycie od ogrzania płyty [kNm/m]
4.1.6. Wykres momentów zginających Myy w płycie od ochłodzenia płyty [kNm/m]
4.1.7. Wykres momentów zginających Mxx w płycie od ochłodzenia płyty [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
8
4.2. Faza II
4.2.1. Schemat konstrukcji w fazie II
4.2.2. Wykres momentów zginających My w łuku od ciężaru łuku [kNm]
4.2.3. Wykres sił poprzecznych V w łuku od ciężaru łuku [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
9
4.2.4. Wykres sił osiowych N w łuku od ciężaru łuku [kN]
4.2.5. Wykres momentów zginających My w łuku od ogrzania łuku [kNm]
4.2.6. Wykres sił poprzecznych V w łuku od ogrzania łuku [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
10
4.2.7. Wykres sił osiowych N w łuku od ogrzania łuku [kN]
4.2.8. Wykres momentów zginających My w łuku od ochłodzenia łuku [kNm]
4.2.9. Wykres sił poprzecznych V w łuku od ogrzania łuku [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
11
4.2.10. Wykres sił osiowych N w łuku od ogrzania łuku [kN]
4.3. Faza III
4.3.1. Schemat konstrukcji w fazie III
4.3.2. Wykres momentów zginających My w łuku od ciężaru wyposażenia [kNm]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
12
4.3.3. Wykres sił poprzecznych V w łuku od ciężaru wyposażenia [kN]
4.3.4. Wykres sił osiowych N w łuku od ciężaru wyposażenia [kN]
4.3.1. Wykres momentów zginających Myy w płycie od obciążenia wyposażeniem [kNm/m]
4.3.2. Wykres momentów zginających Mxx w płycie od obciążenia wyposażeniem [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
13
4.4. Faza IV
4.4.1. Schemat konstrukcji w fazie IV
4.4.2. Wykres momentów zginających w łuku od usunięcia podpór tymczasowych [kNm]
4.4.3. Wykres sił poprzecznych w łuku od usunięcia podpór tymczasowych [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
14
4.4.4. Wykres sił osiowych w łuku od usunięcia podpór tymczasowych [kN]
4.4.5. Wykres momentów zginających Myy w płycie od usunięcia podpór tymczasowych [kNm/m]
4.4.6. Wykres momentów zginających Mxx w płycie od usunięcia podpór tymczasowych [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
15
4.4.7. Obwiednia maksymalnych i minimalnych momentów zginających w łuku od obciążenia zmiennego [kNm]
4.4.8. Obwiednia maksymalnych sił poprzecznych V w łuku od obciążenia zmiennego [kN]
4.4.9. Obwiednia minimalnych sił poprzecznych V w łuku od obciążenia zmiennego [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
16
4.4.10. Obwiednia maksymalnych sił osiowych N (rozciągających) w łuku od obciążenia zmiennego [kN]
4.4.11. Obwiednia maksymalnych sił osiowych N (ściskających) w łuku od obciążenia zmiennego [kN]
4.4.12. Obwiednia maksymalnych momentów zginających Myy w płycie od obciążenia zmiennego [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
17
4.4.13. Obwiednia minimalnych momentów zginających Myy w płycie od obciążenia zmiennego [kNm/m]
4.4.14. Obwiednia maksymalnych momentów zginających Mxx w płycie od obciążenia zmiennego [kNm/m]
4.4.15. Obwiednia minimalnych momentów zginających Mxx w płycie od obciążenia zmiennego [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
18
5. KOMBINACJE OBLICZENIOWE
5.1. Kombinacje obliczeniowe stanu granicznego nośności ULS
5.1.1. Obwiednia maksymalnych i minimalnych momentów zginających My w łuku [kNm]
5.1.2. Obwiednia maksymalnych sił poprzecznych Vz w łuku [kN]
5.1.3. Obwiednia maksymalnych sił poprzecznych Vz w łuku [kN]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
19
5.1.4. Obwiednia maksymalnych sił osiowych (ściskających) N w łuku [kN]
5.1.5. Obwiednia maksymalnych momentów zginających Myy w płycie [kNm/m]
5.1.6. Obwiednia minimalnych momentów zginających Myy w płycie [kNm/m]
5.1.7. Obwiednia maksymalnych momentów zginających Mxx w płycie [kNm/m]
Analiza numeryczna obiektu mostowego
Maciej Babiak
20
5.1.8. Obwiednia minimalnych momentów zginających Mxx w płycie [kNm/m]
