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解析 旧活荷载L-20影响线必须要素

 

本文是就旧荷载L-20的输入例进行解说。对象模型是桥长40米的钢便桥量程为不等区间(图1、图2)。活荷载在载重床板当中对1跟梁 柱进行模型化(图2)。活荷载预想的是昭和31年制定的L-20(一等桥20t)。但是,在幅员方向当中活荷载不进行移动。活荷载只在桥轴方向进行移动。


 
■图1 结构尺寸(mm)

点击图片可放大。
■图2 解析模型图
 活荷载条件

给予线荷重P以连行荷重,设置等分布荷载p。

线荷载
P= 50.0(kN/m)×4.0(m) = 200.0(kN)  
等分布荷载
p=3.5(kN/m2)
群集荷载 没有
 活荷载的输入画面

基本设置:
如图3,指定活荷载的种类为连行荷载,勾选“考虑p2荷载”。p2荷载在线形道路桥示方书中有规定,与就荷载的等分布荷载p相同。


■图3 基本设置

幅员数据按键:
如图4输入幅员数据。幅员为4m因此不会发生从载荷荷载。


■图4 输入幅员数据

制作组别键:
在组别当中,根据特定的材料制作与他不同的冲击系数。在本事例当中不一致(图5)。


■图5 定义组别

Zoning/p2,q键:
「区间」是在活荷载领域当中,使用中间支点等区分的范围。根据活荷载位置得出的冲击系数不同使分段长不同,这是认识程序必须的设置。本事例是按照图6进行设置的。


■图6 定义区间
区间1 去除突出部位20cm并在任意位置中输入12.0m
区间2 支间长保持15.0m不变
区间3 去除突出部位20cm并在任意位置中输入13.0m

p2 荷载强度中给予等分布荷载 p参数。支间L为80m以下因此3.5(kN/m2)使用默认值即可。

运行荷载键:
运行荷载键由1个集中荷载给予,全长为0.000。如图7有200kN的距离以距離0.000m给予。


■图7 输入幅员数据

冲击系数键:冲击系数i计算后支间长L的取出方法如图8。冲击系数的算式为“钢桥”(i =20/(50+L))。

  • 荷载① L=27:99(i = 0:32258)
  • 荷载② L=12:00(i =0:25644)
  • 荷载③ L=13:00(i =0:31746)


■图8 冲击系数用活荷载载荷位置(m)

部材と支点に対する衝撃係数を設定します。部材は「グループ未登録要素」を選択して入力します。各支点に対しても設定します。等分布荷 重は「L荷重」を、線荷重は「連行荷重」を選択して支間長を入力します。図9は部材に対する線荷重の入力例です。


■图9 线荷载P 的部材冲击系数

单位荷载间距:
按照图10,比率设为1%。此设置将左右影响线的精度。比率小时影响线将顺滑并且影响线的纵距和面积精度随之提高。


■图10 单位荷载间距
 活荷载的结果画面

图11为部材1156弯曲力矩的计算结果。计算结果如下。

连行荷载(线荷载) 34.89 + 11.08 = 45.97 (1)
分布荷载
26.56 + 8.19 = 34.75 (2)
合计 80.73 (3)


■图11 弯曲力矩
 验证结果

部材1156的弯曲力矩M的影响线如图12的“粗线"。考虑冲击系数后如“细线"。


■图12 弯曲力矩M 影响线

影响线的纵向距离为η、考虑纵向距离为η'时、

η' = η(1 + i )

影响线面积为A、考虑冲击面积A'时、

i为冲击系数, A k 和 i k       根据包围面积不同确定分割时的第k的面积,冲击系数。n为分割数。为求M正侧最大值时,只以正 A k 为计算对象(图的下侧)。

线荷载P形成的M为MP、等分布荷载q的M为Mq 时、M为

M = MP + Mq (6)
Mp = Pη' (7)
Mq = qBA' (8)

当M为最大值时所在位置为细线的的纵向距离η'为最大值时的位置为x=31.108m(图12的红红点线)。此时η′= 0.229818。另外、因为P=200kN、B=4m、q=3.5kN=m2、A′=2.483139、代入式(6)、 (7)、(8)后 获得如下数值。

MP = 45.964    Mq = 34.764    M = 80.73

(单位:kNm)。这些值的式(1)、式(2)、式(3)为一致。程序的计算结果和手动求解的结果一致。



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(Up&Coming '15 盛夏号刊载)
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