Загружение подвижными нагрузками автодорожного пролетного строения
Расчетная модель разрезного железобетонного пролетного строения представлена балочным ростверком. Расчет пролетного строения выполняем на действие нагрузок А14, Н14 и пешеходов. Ширина проезда – 15,0 м, ширина полос безопасности – 1,0 м с каждой стороны, ширина тротуарных проходов – по 1,0 м с каждой стороны. Пролетное строение выполнено из 11 железобетонных балок по типовому проекту серии 3.503.1-73 полной длиной 18,0 м. Этапы моделирования автодорожного пролетного строения подробно рассмотрены в статье «Моделирование автодорожного пролетного строения»
Перейдем на вкладку «Нагрузки» - «Транспортное средство». Выберем каталог транспортных средств для типа «Автодорожная нагрузка» и последовательно добавим нагрузки А14 и Н14. При выборе транспортного средства из каталога все параметры транспортного средства будут пересчитаны под текущие пользовательские единицы измерения.
Для задания пешеходной нагрузки необходимо закрыть каталог нажатием соответствующей команды и изменить тип временной нагрузки с «Автодорожная нагрузка» на «Пешеходная нагрузка» и ввести интенсивность распределенной нагрузки в соответствующих единицах измерения.
Перед созданием поверхностей движения необходимо определить группу узлов и элементов, находящихся на этой плоскости. Перейдем на вкладку «Геометрия» - «Группы» и создадим группу с название «проезд» выбрав все элементы или элементы поперечных балок.
Для нагрузки А14 и Н14 необходимо создать только одну поверхность движения. Перейдем на вкладку «Нагрузки» - «Поверхность движения» и создадим поверхность с названием «АД проезд». Укажем ширину поверхности равную ширине проезда – 16,0 м и заданные полосы безопасности по 1,0 м с каждой стороны. В качестве группы элементов выберем заранее созданную группу «проезд». Значение смещение задается в случае, если ось поверхности движения смещена относительно привязочной линии. Привязочная линия проводится по любым узлам модели и может состоять из отдельных отрезка, например, для криволинейных пролетных строений. Для данного примера достаточно провести всего один отрезок. Знак минус для смещения ставится в случаях, когда ось создаваемой поверхности движения находится слева от привязочной линии. Несмотря на то, что балка Б6 находится по оси проезда, для примера в качестве привязочной оси выберем узлы, лежащие по середине между балками Б5 и Б6. Тогда величина смещения составит +0,83 м. Обратите внимание, что узлы на привязочной линии не обязательно должны представлять собой непрерывную цепочку элементов. После активации команды «Применить» в дерево модели добавится полоса с названием «АД проезд», которую можно отобразить командой «Показать», нажав на нее правой кнопкой мыши.
Аналогичным образом создается пешеходная полоса. Ширина поверхности движения будет составлять 1,0 м, ширина полос безопасности – 0 м, а смещение оси поверхности относительно привязочной линии, в роли которой будут выступать узлы на элементах крайних балок, будет составлять -0,6 м для левого прохода и +0,6 м для правого.
При отображении поверхности движения показывается оранжевым цветом привязочная линия и синим цветом границы поверхности.
Перейдем на вкладку «Нагрузки» - «Вариант загружения подвижной нагрузкой» и создадим загружение с название «АК прочность» как это показано на рисунке. В качестве транспортного средства необходимо выбрать из списка ранее созданных А14, группу предельных состояния – «Прочность», направление нагрузки – «Вертикально» и задать одну поверхность движения. Согласно требованием СП 35.13330.2011 максимальное число полос нагрузки АК, устанавливаемых в пределах проезда, составляет 16,0 / 3 = 5 штук. Заезд на полосы безопасности разрешен.
Пользователь может выбрать из списка норм проектирования необходимый ему документ (в данном примере «СП 35.13330.2011») указав тип конструкции – «Пролетное строение», и материал – «Железобетон». Все необходимые коэффициенты будут рассчитаны автоматически без возможности редактирования.
Если для расчета необходимы результаты расчета напряженно-деформированного состояния всех узлов и элементов, то в Фильтрах устанавливается значение «Все», а если какие-то параметры пользователя не интересуют (например, напряжения в элементах), то это поле остается пустым.
Аналогичным образом создается вариант загружения нагрузкой НК. Так как транспортное средство Н14 создана как тип «НК», то независимо от введенного числа полос движения, к расчету будет приниматься только одна полоса. Согласно СП 35.1333.2011 нагрузка НК может находиться только в пределах проезжей части, поэтому признак «Загружать полосы безопасности» необходимо деактивировать.
Создание загружения пешеходной нагрузкой не отличается от создания загружения автодорожной нагрузкой. Единственная особенность заключается в том, что загружается 2 поверхности движения одновременно, а количество полос и направление движения для данного типа транспортного средства программой игнорируется. Однако ширина загружаемой части поверхности движения вычисляется с учетом полос безопасности, поэтому если при создании поверхностей движения пользователь их ввел, то необходимо установить признак «Загружать полосы безопасности». Так как форма «Вариант подвижной нагрузки» универсальна, то для пешеходной нагрузки при вводе дополнительных коэффициентов (коэффициент надежности, динамический коэффициент, коэффициент сочетания) используется термин «тележка». Пример создания варианта загружения пешеходной нагрузкой приведен на рисунке.
При выборе в качестве транспортного средства пешеходов форма задания варианта загружения трансформируется и пользователю доступен ввод только коэффициента надежности. Согласно требованиям СП 35.13330.2011 коэффициент надежности назначается от типа тротуара, который доступен из выпадающего списка.
Если необходимо создать загружение, например, нагрузкой А14 для расчета отдельных элементов на выносливость, то в отличие от расчета на прочность необходимо изменить только параметр «Группа предельных состояний». Коэффициенты к нагрузке просчитаются автоматически если выбраны нормы проектирования. Дополнительно создавать транспортное средство или поверхность движения не требуется.
Все созданные транспортные средства, поверхности движения и варианты загружения подвижными нагрузками будут отображаться в дереве модели, из которого их можно удалить или внести изменения при необходимости. Пример отображения поверхности движения «АД проезд» показан на рисунке 10.
После выполнения расчета становится активной вкладка «Результаты». Например, на рисунке показаны минимальные перемещения узлов пролетного строения вдоль глобальной оси Z от нагрузки «АК прочность».
Для того, чтобы убедиться, что положение транспортного средства в экстремальном положении удовлетворяет ожиданиям пользователя, можно воспользоваться командой «Результаты» - «Поверхность влияния» - «Подвижные нагрузки». Он определяет и отображает положение транспортного средства выбранного варианта загружения, которое вызывают максимальное/минимальное значения выбранных параметров, таких как реакции в узлах, перемещения узлов, усилия и напряжения в элементах. Например, на рисунках отображены минимальное значение перемещения узла в середине пролета балки Б6 (узел 147) от всех созданных ранее вариантов загружений.
При использовании команды «Показать подвижные нагрузки» всегда отображаются те интенсивности узловых и распределенных нагрузок, которые были заданы при создании транспортного средства. Коэффициенты надежности, динамические коэффициенты и коэффициенты полосности учитываются в результатах расчета, но не используются при отображении.
