预应力混凝土梁受力全过程有限元分析

采用考虑材料非线性的有限元方法,选取适当的混凝土、普通钢筋和预应力筋的本构关系和单元类型,对6根预应力混凝土梁的受力全过程变形性能进行了非线性有限元分析,获得了梁的跨中弯矩-挠度曲线,受压边缘混凝土和预应力筋的荷载-应变曲线以及屈服位移、极限位移和位移延性系数等计算成果,与试验成果对比符合良好表明,基于ANSYS程序建立的有限元数值模型用于研究预应力混凝土受弯构件的变形性能是可行的.     

钢筋混凝土结构的三维有限元程序设计

提出了一个简单的混凝土三维模型,基于塑性流动理论,混凝土的非线性受压特性通过屈服条件、流动和硬化规则描述.编制了钢筋混凝土结构非线性分析8节点和20节点的三维等参单元程序.程序中钢筋分别采用分离与分布模式模拟.通过一些经典的算例对比分析,表明提出的混凝土本构模型能够有效地模拟结构的破坏荷载和破坏全过程.     

PC多梁式梁的横向受力非线性分析

为研究破坏全过程中预应力钢筋应力变化、主梁和横隔板裂缝发展及其对荷载横向受力分布的影响,建立PC多梁式梁的计算模型,利用弥散裂缝模型等来描述混凝土的材料非线性性能,根据PC多梁式梁的结构受力机理和受力特点,设计了中载加载和偏载加载工况,并对横向受力性能指标进行相应的计算分析和综合评价.研究表明:建立的PC多梁式梁力学计算模型是正确的,主梁和横隔板开裂顺序与荷载布置方式有关,中载作用下横隔板先于主梁开裂,偏载作用下主梁先于横隔板开裂;横隔板开裂削弱整体横向联系,使主梁协同受力性能减弱,荷载横向分布趋于不利变化;预应力钢筋应力在结构处于弹性阶段增长缓慢,其后应力迅速发展直至屈服.     

无粘结预应力活性粉末混凝土梁疲劳全过程应力计算方法研究

通过对无粘结预应力活性粉末混凝土梁进行等幅疲劳试验研究,得到了RPC应变﹑受拉钢筋应变和无粘结筋应力增量随疲劳循环次数变化的变化值.结合试验结果,提出了适用于活性粉末混凝土的疲劳残余应变演化方程及疲劳变形模量退化方程.基于损伤变量的定义形式及应变等效原理,推导了钢筋弹性模量退化模型及剩余疲劳强度模型;受拉钢筋及无粘结筋弹性模量退化模型及剩余疲劳强度模型的不同通过两者的S-N曲线和屈服强度的不同来体现.基于上述模型采用分段线性原理来代替疲劳非线性过程,并利用材料弹性模量的退化来反应材料的疲劳损伤,提出了无粘结预应力RPC梁疲劳全过程正截面疲劳应力计算方法.将计算结果与试验值进行对比,两者吻合较好具有一定精度.     

新型电解槽摇篮架受力变形分析

本文采用ANSYS有限元分析软件,建立了老式摇篮架和新型预应力摇篮架的空间模型.采用实体力筋法来模拟预应力钢结构,预应力的模拟采用降温法.在分析过程中考虑了结构的材料非线性和几何非线性.对比分析了新型预应力摇篮架与传统摇篮架的受力性能、受力变形规律以及屈服荷载等.结果表明,通过施加预应力改变了原有的应力分布,结构整体内力分布趋于均匀,特别是45度斜向肋板上的拉应力得到明显改善,从而提高了构件的屈服荷载.     

基于实体退化单元的高墩非线性稳定仿真分析

为克服在薄壁空心高墩的非线性分析中解析法不便应用、杆系有限元法不能模拟钢筋、实体单元法计算效率较低等不足,以及为提高计算效率且不降低模拟精度,提出采用实体退化单元的方法进行非线性稳定分析.在该方法中,用三维实体退化单元模拟薄壁空心高墩,运用单元分块技术实现钢筋单元的模拟,基于多尺度分析思想建立精确模型进行非线性稳定分析;阐述几何非线性、材料非线性及方程求解方法,讨论了稳定分析的实现方式.采用此方法对一数值模型进行第一类及第二类稳定性分析,并与传统的实体单元模型进行对比证明了该方法在非线性稳定分析中的有效性.并将此方法应用于工程实例,结果表明：该方法能真实有效地模拟实际结构,客观地反映钢筋对墩体稳定性的影响,高效地进行非线性分析;适用于对需要考虑钢筋影响的结构及对薄壁空心高墩结构型式进行非线性稳定分析.     

预应力钢与高强混凝土组合梁有限元分析

目的研究预应力钢与高强混凝土组合梁从加载到破坏的全过程，分析其力学性能，为工程应用提供可靠的理论依据．方法采用大型有限元软件ANSYS，对预应力钢与高强混凝土组合梁进行了空间非线性分析，在组合梁的有限元模型中，钢梁采用壳单元，混凝土采用体单元，混凝土中的普通钢筋通过单元实常数确定，预应力钢筋采用线单元，预加应力通过单元实常数确定。采用弹簧单元考虑了混凝土翼缘板同钢梁间的滑移；采用非线性材料本构模型关考虑了钢材和混凝土的材料非线性特性．结果计算得到了组合梁在不同加载状态的应力、应变，荷载一变形曲线，预应力钢筋增量曲线，滑移沿梁长分布曲线等，并与试验研究进行了比较．分析表明，高强混凝土和钢材的强度都得到了充分发挥．结论计算结果与已有试验结果较为吻合，因此，可以利用有限元方法研究组合梁的工作性能，代替部分试验研究．     

荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响

首先对组合肋壳与其他组合壳体结构形式进行了对比,阐述了组合肋壳这种新型结构的优势.利用非线性有限单元法研究了荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响,得出了在U.L.描述下的组合单元刚度矩阵,并利用弧长法跟踪结构的荷载-位移曲线.通过在全跨、1/2跨对称、1/2跨不对称、1/4跨四种不同荷载分布作用下,组合肋壳稳定性的全过程跟踪,得到了组合肋壳的失稳形式和最大变形点全过程荷载-位移曲线,发现不同荷载作用下极限荷载不同,1/4跨均布荷载是结构的最不利受力情况,同时计算结果显示组合肋壳结构有较高的后屈曲强度.     

钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算

针对钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算问题，提出采用三维实体退化虚拟层合单元的分析方法.考虑结构的几何非线性和材料非线性，利用该类单元编制了钢筋混凝土结构极限承载力的计算程序，并将其应用于钢筋混凝土箱形梁极限承载力的分析.计算中，混凝土本构关系采用多轴强化塑性模型在应变空间中构建的三维本构关系；混凝土开裂采用正交分布裂缝模型模拟；钢筋按实际情况模拟，并考虑为理想弹塑性材料.通过分析，计算结果与试验结果能很好吻合，表明了计算理论及其程序的有效性和正确性.由于该方法能克服壳体单元或梁段单元法的缺陷，在计算钢筋混凝土箱形梁极限承载力方面非常有优势.     

大跨度预应力混凝土箱梁桥开裂病害

为了研究大跨度预应力混凝土箱梁桥的开裂病害与其空间应力状态的关系,采用8节点实体退化板壳单元编制有限元软件对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥进行空间应力分析,研究恒载、箱梁刚度、有效预应力和温度等因素对箱梁截面最大主拉应力的影响程度和影响规律;探讨设计中采用的活载应力放大系数的取值合理性;提出了控制箱梁混凝土开裂的二轴强度...     

高墩大跨T构桥桥墩的有限元分析

某高墩大跨 Ｔ 构桥,上部结构为预应力混凝土箱形梁,桥墩采用钢筋混凝土变截面空心墩．根据 Ｔ 构桥的结构特点,利用空间块体单元对桥跨和桥墩进行有限元离散,计算了该桥在４ 种工况下桥墩的强度与变形,给出了桥墩３ 个典型截面的应力等值线图,计算结果表明：桥梁在外荷载作用下,墩顶位移满足桥梁规范要求;桥梁在正常满荷载作用下,桥墩墩顶内部出现局部拉应力,但小于容许值;温度对墩底的应力产生较大影响,但范围较小,距墩底２ ｍ 以上的温度应力影响可忽略不计     

波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板平板长度的参数分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土简支箱梁桥的空间有限元计算模型,对腹板剪应力极值、主应力极值和箱梁顶板、底板的正应力极值、主应力极值进行了分析,研究了波形钢腹板平板长度对该种结构受力性能的影响.计算结果表明波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁腹板平板长度与波高之比的合理范围是1.67～2.67.分析结果可以为波形钢腹板箱梁桥的合理设计提供参考.     

柱支承无粘结预应力混凝土双向板内力重分布

为了研究柱支承预应力混凝土双向板中无粘结筋应力增长规律及弯矩调幅设计方法,采用ABAQUS大型有限元软件建立了柱支承无粘结预应力混凝土双向板的有限元分析模型。通过将双向板划分为柱上板带和跨中板带,分别考察了综合配筋指标和非预应力筋屈服强度对无粘结筋应力增量及支座控制截面弯矩调幅系数的影响规律。分析结果表明：在综合配筋指标和预应力度一定的条件下,正常使用阶段和承载能力极限状态无粘结筋应力增量随非预应力筋屈服强度的提高而增大,而支座控制截面的弯矩调幅系数随非预应力筋屈服强度的提高而减小。建立了以综合配筋指标和非预应力筋屈服强度为自变量的柱支承预应力混凝土双向板中无粘结筋应力增量和弯矩调幅系数计算公式。     

大型T构桥桥墩抗震动力计算

某高墩大跨T构桥 ,上部结构为预应力混凝土箱形梁 ,桥墩采用钢筋混凝土变截面空心墩 .根据T构桥的结构特点 ,利用空间梁单元进行有限元离散 ,计算了该桥的动特性 ,采用时程分析进行了抗震动力计算得出一些可作为设计依据的有益结论 .     

客运专线预应力混凝土桥梁徐变变形控制方法研究

为了研究混凝土收缩徐变对客运专线预应力混凝土连续梁桥后期变形的影响,选取合理的徐变系数,通过大型有限元软件Midas建立实桥模型,模拟施工全过程,对郑徐客运专线上的一座预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变进行分析,得出了一些改善连续梁桥后期徐变变形的结论.结果表明:在不影响施工工期的情况下,延迟合拢时间有利于控制桥梁后期徐变变形;铺设二期恒载时,从边跨往中跨铺设或从中跨往边跨铺设都能减小由徐变引起的上拱;增加顶板束或减小底板束都将改善桥梁的上拱.     

桥面吊机吊装支承钢箱梁应力分析

研究以宁波某大桥中跨钢箱梁安装为背景,采用有限元软件ANSYS,建立支承钢箱梁的空间仿真模型,将桥面吊机的自重和吊装荷载通过支点力传递给钢箱梁,结合钢箱梁恒载的共同作用,分析支承钢箱梁在吊装过程中的受力状况及应力分布情况,从而了解施工阶段钢箱梁的受力过程,确保施工安全.     

摩阻损失在预应力连续梁桥中的分析与研究

在预应力混凝土桥梁中,由于较大的预应力损失而直接影响了结构的受力和变形,使结构过早的失效或破坏,预应力筋与孔道壁之间的摩阻是影响其预应力损失的主要因素之一.以郑州市某三跨连续箱梁桥的摩阻试验为背景,以弯曲通长束为主要研究对象,运用最小二乘法原理和二元线性回归方法计算了孔道摩擦系数μ和管道偏差系数k,同时结合桥梁结构有限元分析程序Midas对实际桥梁在不同摩阻系数下进行挠度和应力计算分析,结果表明:对于弯曲通长束而言摩阻损失对跨中截面处的影响更为显著,同时对该桥预应力施工提出了优化措施,这可以为同类型桥梁预应力张拉施工与计算控制提供参考.     

分组集聚式斜拉桥索塔锚固区传力机制

为研究新型分组集聚式斜拉桥锚固形式应力安全及钢-混传剪机理,以某公路大桥为背景,选取分组集聚索塔锚固节段为分析对象,运用有限元软件ABAQUS建立锚固区精细的数值模型.根据桥塔等效杆系模型的分析结果确定节段模型准确的荷载及边界条件,分别计算分析了3种工况下锚固区混凝土及钢横梁应力分布;通过对钢-混界面的各向应力及位移分布研究,探讨在不同程度预应力损失和钢-混界面摩擦系数影响下钢横梁与混凝土桥塔的传剪受力机理.研究结果表明:设计荷载工况下,钢横梁梁端剪力主要由界面静摩擦力承担,塔柱与钢横梁未发生相对滑动,具有足够安全储备;当锚杆预应力损失达到60%或接触面摩擦系数减小为0.2时,钢-混界面处于临界摩擦状态,相对滑移增大,结构处于相对不安全状态.     

预应力混凝土箱梁桥静载试验评定与分析

桥梁的静载试验是检测桥梁结构承载能力、分析桥梁静力特性的重要手段.以兰州市小西湖黄河预应力混凝土箱梁桥为背景,采用结构分析商用程序MI-DAS/CIVIL建立三维实体单元有限元模型进行静载试验计算,分析了预应力混凝土箱梁桥在设计荷载作用下的挠度特性、承载能力以及应变特性.通过实测值与理论计算值的比较,讨论分析结构校验系数得出该桥梁的实际强度、刚度以及了解结构的实际运行状况,从而对其作出科学客观的评定.