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弹性地基梁的有限元分析.pdf

弹性地基梁的有限元分析

lentoo
2011-08-21 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《弹性地基梁的有限元分析pdf》,可适用于经济金融领域

文章编号:()弹性地基梁的有限元分析收稿日期:作者简介:张晓玲(),女,讲师,河南理工大学机械学院,河南焦作 张晓玲摘 要:指出弹性地基梁被广泛地应用于工业与民用建筑中,不同的地基模型对应着不同的特征方程,以Boussinesq地基为地基模型,利用有限元软件对地基梁的基底反力与沉降进行分析计算。关键词:弹性地基梁,Boussinesq地基模型,有限元分析中图分类号:TU文献标识码:A 引言地基梁被广泛的应用于工业与民用建筑中,例如建筑物的条形基础、格式梁基础等以及地道桥等构筑物,都可作为地基上的梁来进行计算。在地基梁的计算中,必须考虑地基梁与地基之间的相互作用。地基梁和地基相互作用问题属于接触问题范畴,如果假设地基是弹性的,这类基础梁就称为弹性地基梁。在计算弹性地基梁时,重要的问题是如何确定地基反力与地基沉降之间的关系,也就是如何选取地基模型的问题。计算弹性地基梁时,不论基于何种地基模型假定,都要满足两个基本求解条件:)地基和地基梁之间的变形协调条件,即地基和地基梁在计算前后必须保持接触,不得出现分离的现象)满足静力平衡条件,即地基梁在外荷载和基底反力共同作用下必须处于静力平衡状态。本文以两端自由的Boussinesq地基上的弹性地基梁为例,使用ANSYS有限元分析软件对弹性地基梁进行有限元分析,得到地基梁受力后的基底反力和沉降。 建立有限元模型本文对某弹性地基梁进行静力学分析,为了模拟其在静力状态下的受力情况,满足地基土和地基梁之间的变形协调条件和静力平衡条件,将地基梁和地基接触面上的重合节点进行耦合,在地基土的四周施加位移约束,在地基土的地面施加全约束。本次分析为了模拟弹性地基梁的受力状态,设某一弹性地基梁,梁长l=m,宽b=m,高h=m。假定地基梁的弹性模量Eb=×kNm,μb=地基的弹性模量Ef=×kNm,μf=。地基梁上作用有均布荷载q=kNm。地基梁和地基土的有限元单元均采用六面体八节点单元Silid实体单元,该单元的每个节点具有x,y,z三个方向的自由度。地基土的范围在深度方向取值m,以地基梁中点为对称点沿长度和宽度方向分别取值m,m。在划分网格时,为了保证地基梁和地基在两者的接触面上能进行节点耦合,满足地基土和地基梁之间的变形协调条件和静力平衡条件,地基梁底部的网格节点应与其下方的地基土网格节点上下一一对应。另外,为了兼顾计算的精度和计算量,划分地基土网格时采用不同的网格密度。建立的地基和地基梁三维有限元整体模型见图。 施加约束及荷载将地基梁和地基接触面上的重合节点进行耦合。在地基土的四周施加位移约束,在地基土的地面施加全约束,见图。鉴于结构和荷载的对称性,因此取结构的进行计算。施加荷载时,先要将荷载面分割选定(如果是集中荷载则要设定节点和关键点),在面上加荷载时要注意方向。在计算前,有限元分析软件会自动将荷载传到网格节点上。算例中的均布线荷载应换算成面荷载以压力的形式作用在地基梁的顶面,地基梁上的荷载示意图见图。··   第卷第期年月              山西建筑SHANXI ARCHITECTURE             VolNoSep 文章编号:()锚杆框格梁的锚杆施工技术在工程中的应用收稿日期:作者简介:卢 剑(),男,工程师,浙江省温州建设集团公司,浙江温州 刘佳希(),男,工程师,浙江省温州建设集团公司,浙江温州 卢 剑 刘佳希摘 要:通过对锚固技术的论述,结合工程实例,提出了一种新型边坡加固技术,即锚杆框格梁的锚杆施工技术,对其施工工艺及具体施工方法进行了阐述,并总结了相应的施工质量控制措施。关键词:锚杆框格梁,施工技术,质量控制,应用中图分类号:TU文献标识码:A  岩土锚固技术是近代岩土工程领域中的一个重要分支。锚固技术,国内习惯统称为锚杆支护技术,国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。它是在地层中通过锚杆将结构物与地层紧紧连锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力,使地层自身得到加固,达到保持结构物和岩体稳定的目的。锚杆锚固是一种结构简单的主动支护,它能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性,能有效地控制围岩变形、位移和裂缝的发展,充分发挥围岩自身的支撑作用,把围岩从荷载变为承载体,变被动支护为主动支护,且具有运输施工方便、效率高,有利于加快施工进度,施工成本低、支护效果好、施工噪声小等优点。 工程概况及处治方案某新建建筑工程左侧为边坡开挖地段,按原设计放坡开挖后,引起边坡滑塌,目前已影响工程正常施工。边坡破坏原因为边坡开挖后,坡脚卸荷使原有应力平衡受到破坏,引起边坡失稳滑塌。滑坡类型属黏性土夹碎石牵引式工程滑坡。根据滑坡的工程地质特征、滑坡的形成原因和稳定性分析结合现场实际和工程实际的可行性,采取以下工程整治措施:工程左侧边坡设计级~级边坡,边坡坡率为∶,边坡采用人字形锚杆框架防护,在竖肋与斜肋的交点处设置锚杆。框架梁采用m×m,框架用C钢筋混凝土现浇。每片框架m×m(高×宽),之间设伸缩缝,缝宽m,缝内用沥青麻筋填塞。锚杆采用全长粘结式锚杆,设计每孔锚杆全长m,垂直于坡面。框架内喷播植草。 施工工艺锚杆框格梁施工工艺流程如图所示。 施工方法)机具就位。钻孔前,钻机机台应稳定牢固,作业时在钻孔反推力作用下仍能保证钻机稳定和钻孔方向。钻孔的倾角及水平角误差控制在°以下,孔斜率小于。)测量定位。锚索孔必须按设计图纸布置的孔位精确定位,垂直方向与水平方向的距离误差应小于m。)造孔。钻孔时,尽量不扰动钻孔周围岩层,必须达到设计深度。更不允许弯曲钻孔。钻孔结束后,用聚乙烯管复核孔深,用高压风将孔内从孔底向外继续清孔至少min,并将孔塞好。锚孔钻进应采用无水干钻。钻孔机具应当根据锚固地层的类型,钻孔直径,钻孔深度,锚固工地的场地条件等来选取。在塑 有限元分析结果均布荷载下,弹性地基梁的基底反力和沉降的变化曲线分别见图,图。 结语在计算弹性地基梁时,重要的问题是确定地基反力与地基沉降之间的关系。Boussinesq地基模型能够考虑地基中的剪应力和变形的扩散,且可以考虑到相邻荷载作用的影响,并在几何、物理等方面对地基进行简化,这是Boussinesq地基模型优于Winkler地基模型的所在。本文以两端自由的Boussinesq地基上的弹性地基梁为例,运用ANSYS有限元分析软件建立Boussinesq地基与地基梁三维实体有限元模型,并对地基梁进行静力学分析,分析结果表明:当地基土比较单一、密实时,采用Boussinesq地基模型基本符合实际情况,采用该模型会得到比较满意的结果。参考文献: 张洪如,阎贵平,夏 禾,等弹性地基梁单元的等效结点荷载J北方交通大学学报,,(): 龙驭球弹性地基梁的计算M北京:人民教育出版社,: 郝文化ANSYS土木工程应用实例M北京:中国水利水电出版社,FiniteelementanalysisofflexiblefoundationbeamZHANGXiaolingAbstract:ItpointsoutthatflexiblefoundationbeamiswidelyusedinindustryandcivilarchitectureanddifferentfoundationmodelshavedifferentfeatureequationIttakesBoussinesqfoundationasafoundationmodeltomakeananalysisandcalculationofthereversefoundationbottomforceandsubsidenceoffoundationbeamwithfiniteelementsoftwareKeywords:flexiblefoundationbeam,Boussinesqfoundationmodel,finiteelementanalysis··第卷第期年月          山西建筑SHANXI ARCHITECTURE                VolNoSep   

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