筏基有限元计算预应力锚索格构梁
概述
格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索,然后通过锚索传递给稳定地层,从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种传力结构,而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索提供。
边坡整体稳定性分析中,主要计算锚杆(索)锚固力。格构梁的计算主要是验算梁身弯、剪是否满足要求。设计好锚杆之后,可以分两阶段进行验算格构梁。锚拉阶段和工作阶段。
锚拉阶段:
读取锚杆的锚固力,在筏基有限元模块将锚杆锚固力沿垂直格构梁的分力计算出来,等效成点荷载进行计算。
工作阶段:
将纵梁、横梁交接处设为铰支座,将主动土压力或不平衡推力法传递下来的推力当作外荷载作用在格构梁上。
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2. 主要参数信息
格构梁截面0.3 X 0.3m,选用C30混凝土,
锚杆锚固力为100kN,间距和排距都为3m,方向垂直边坡,这里对应-100kN的点荷载。
3. 分析步骤
3.1. 导入建模所需的点
导入dxf格式的点文件
在CAD软件中画出锚杆的平面位置,并导入到GEO5筏基有限元模块
3.2. 添加点
使用图形交互系统添加点,也可以使用坐标交互添加
图 1图形交互法添加点
3.3. 添加线
将生成的点连接,生成线,为之后生成格构做准备。
图 2图形交互生成线
3.4. 生成板
板的设置方法是,拾取闭合图形,进行指定。
图 3生成板单元
板单元材料类型有混凝土、钢材和其他。
3.5. 生成网格
模型建好之后,使用网格生成工具,对网格进行生成,也可以进行点、线加密。
图 4生成网格
3.6. 定义地基
图 5定义地基
将之前定义的板,指定为地基,并通过输入土层变形模量,泊松比和变形计算深度来反算地基参数。
3.7. 定义荷载工况
图 6定义荷载工况
3.8. 添加荷载
图 7荷载添加
在梁各个交点处施加100kN的力。注意,方向向下的力为负。
3.9. 添加荷载组合
图 8生成荷载组合
有承载能力荷载组合和正常使用荷载组合两种。
3.10. 分析
图 9分析结果
可以查看弯矩、剪力、沉降等结果。
3.11. 配筋
图 10选择钢筋
选则钢筋型号,计算配筋面积。
3.12. 再次分析
图 11分析结果图
3.13. 查看配筋面积
选取一直线,查看配筋信息
图 12配筋面积查看
实际设计中,锚杆格构梁也可以拆分成横梁和纵梁进行分别计算。分别简化成简支梁和连续梁,用弹性地基梁进行计算。可以查看:预应力锚索格构梁内力计算方法