T形桥墩Midas建模全过程详细步骤,跟着照着模型出来了!
likyhajz
likyhajz Lv.2
2021年04月25日 08:40:54
来自于桥梁工程
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T形桥墩就是独柱式墩身与盖梁一起在横桥向呈T形的桥墩。主要特点是占地少,视线开阔,在城市立交桥、引桥和高架路中使用较多。T型的桥墩,不管中间有几个支撑,当车辆行驶在一侧车道时尤甚是在一侧的外侧,不管是哪侧,受力点都有可能会在桥墩的支撑柱以外,了解其受力特点及使用MIDAS CIVIL对其进行计算建模分析,对设计师来说非常重要 。

T形桥墩就是独柱式墩身与盖梁一起在横桥向呈T形的桥墩。主要特点是占地少,视线开阔,在城市立交桥、引桥和高架路中使用较多。T型的桥墩,不管中间有几个支撑,当车辆行驶在一侧车道时尤甚是在一侧的外侧,不管是哪侧,受力点都有可能会在桥墩的支撑柱以外,了解其受力特点及使用MIDAS CIVIL对其进行计算建模分析,对设计师来说非常重要

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一、T形墩的应力

将双线T型墩(立柱采用5O:1的坡度)划分 为图1所示的78个单元,共248个节点,采用8~16节点的空间等参元。其中,在应力较为复杂的区域采用16个节点(图1中21、25、26、52、53、61共6个单元),其它单元采用8个节点。

1)将墩体结构视为均质弹性体,以弹性模量 及泊松比表示结构的材料特性;


(2)将作用于支座上的集中力视为均布压力 作用于单元体的某个面上(见图1),弯、扭矩视为作用于该单元的节点力。

经应力分析得出结论:

(1)通过分析双线T型墩的空间受力状态,可以发现应力集中现象非常突出,应力集中系数达2.13。因此, 在实际设计中应着重研究帽梁悬臂根部到立柱的过渡形式,可以考虑用圆弧(或抛物线)平滑过渡,亦可经过二次变坡,有效地减轻应力集中现象。

(2)为适应帽梁与墩身连接处的局部应力的需要, 在其角隅(71号节点)处,应增设一定量的斜筋与箍筋。

(3)墩体应力沿帽梁横向变化不甚明显,在设计时 可沿帽梁横向均匀配筋。

(4)立柱底部有一小块区域受力较为复杂,设 计时应留有一定的安全度。

(5)范围内有两块拉应全桥力控制区节 点附近,设计时要充分配筋。



二、T形桥墩MIDAS CIVIL建模全过程

针对桥梁设计中比较常见的T型桥墩介绍了其从建模到结构分析的全部过程。


1 分析模型与荷载条件:

T型桥墩的结构形态和关于结构模型的大概内容如图1、2所示。

荷载条件考虑垂直荷载(P1)和地震荷载(P2)。


荷载条件1 : 垂直荷载 P1 = 430 kN


荷载条件2 : 地震荷载 P2 = 516 kN

对于边界条件,假设桥墩的下部完全固定。


2 使用节点和单元进行建模:

图3. 输入材料的对话窗口

图4. 输入材料数据




3 利用面单元建立桥墩平面


图5. 板建模助手输入窗口

图10. 定义组


图11. 完成基础


图12. 完成圆柱

图13. 柱子的墩帽

图14. 墩帽上端的面单元

图15. 为墩帽建模而复制节点



图16. 完成墩帽


图17. 完成结构建模


图18. 自由边处于Toggle on的状态


4 输入荷载

图19. 荷载工况对话窗口

图20. 荷载作用位置

图21. 垂直荷载与地震荷载的输入状态

图22. 结构建模完了状态


5 运行结构分析

图23. 选择分析方法


6 查看分析结果

图24. 荷载组合条件的对话窗口

图25 变形等高线图(Displacement Contour)

图26. 最大主应力结果

图27. 在桥墩下部仰视的画面

图28. 定义平面 (Named Plane)


图29. 定义割断面的细部 对话窗口

图30. 切断面应力结果


图31. 定义UCS的结构


图32. 墩帽和与柱连接部的构件内力

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