体外预应力混凝土梁非线性有限元数值建模分析

体外预应力混凝土结构在新建结构和旧有结构加固方面得到了广泛运用,由于其体外索和梁体在受力过程中变形不相协调的特点使计算比较困难,采用有限元进行数值分析是常用的一种方法.体外预应力混凝土结构有限元建模有其特殊性,如何建立有限元模型是正确分析的基础.本文详细介绍了如何运用ANsYS对体外体外预应力混凝土简支梁进行有限元建模及全过程分析,包括单元选取、本构关系的选用、网络的划分、计算的设置等,最后通过实例验证了该建模方法的正确性.     

体外预应力混凝土结构体外筋极限应力分析

体外预应力混凝土结构是后张无粘结预应力结构,体外预应力筋和梁体在受力过程中变形不协调,预应力筋极限应力的确定一般需要通过结构的总变形求得.在试验基础上,利用无粘结预应力混凝土结构预应力筋极限应力的计算公式,对体外预应力梁进行计算,通过与试验结果对比,发现运用现行主要规范或规程中体内无粘结筋的计算方法计算体外预应力结构体外筋的极限应力,都存在较大误差,如何合理地进行体外预应力筋极限应力的计算应进行深入研究.     

基于钢混协作关系的体外预应力砼梁桥建模方法

阐述了体外预应力结构的概念与特性,分析了传统体外预应力混凝土梁桥建模方法--等效荷载法和荷载平衡法的缺点.提出了基于预应力钢束与混凝土协作关系的分析建模方法,从而有效分析体外索、混凝土共同工作的整体结构行为.在此基础上,以实例说明了基于钢混协作关系的体外预应力砼梁桥建模方法的可靠性.     

体外预应力加固技术的研究

阐述了体外预应力加固的概念、优缺点及加固原理,利用ANSYS有限元软件对体外预应力混凝土试件梁进行了建模和静力分析,得到了梁的反拱挠度图,将计算值与实测值进行比较,从而得出计算的可靠性.     

用于预应力混凝土结构有限元分析的等效载荷法

针对预应力混凝土结构中预应力的作用，分析了H．B．B．Moorman提出的的等效载荷法的实用性，给出了预应力沿筋向发生变化以及大垂度抛物线筋的等效载荷的高阶计算公式，提出了两种用于三维有限元的等效节点力计算方法．通过含单根和多根预应力曲线筋混凝土结构的计算实例，证明此方法对于预应力混凝土结构的三维有限元分析是有效的．此方法可为预应力混凝土结构的有限元高精度分析提供一种可能的途径．     

基于ANSYS的体外预应力混凝土简支梁分析

应用ANSYS对体外预应力混凝土简支梁进行了受力全过程模拟,考虑了材料的非线性及结构的几何非线性,将计算值与试验值进行了比较,结果表明,ANSYS能比较好地模拟出受力全过程.以此建模方法对5根体外预应力混凝土简支梁进行了模拟,分析了转向块、张拉预应力水平和锚固高度对体外预应力混凝土简支梁受力性能的影响,为体外预应力简支梁的设计和应用提供了参考.     

体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁的有限元分析

主要介绍了体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁的ANSYS建模过程,并对其进行受力金过程的模拟,考虑了预应力初始阶段组合梁的受力及变形,将计算值与实际值相比较．结果表明,ANSYS能较好地模拟出体外预应力钢一混凝土组合连续梁的受力全过程．以此建立了两跨体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁模型进行模拟,分析了体外预应力钢一混凝土组合连续梁的承载力及挠度,为体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁提供了设计依据及参考．     

体外预应力混凝土梁挠度计算方法的探讨

进行了6根体外预应力混凝土梁的试验研究，利用现行规范公式对体外预应力混凝土梁的变形计算问题进行了分析讨论．并将计算结果与试验结果进行了对比分析，检验了规范公式对体外预应力混凝土结构的适用性，为研究更精确的体外预应力混凝土结构的变形公式提供了一些建议．     

无黏结部分预应力混凝土变截面公路桥的有限元分析

在通用有限元分析软件ANSYS中施加预应力的2种方式:分离式和整体式.文章针对整体式详细讨论了建立有限元模型的2种方法:实体分割法和独立建模耦合法.最后,针对平顶山市X017线王村Ⅱ号桥上部结构一变截面无黏结部分预应力混凝土梁,应用整体式施加预应力和独立建模耦合法建立有限元模型,分析其受力全过程.结合实测数据,对计算所得荷载-挠度曲线、截面应变及混凝土应力进行对比,通过对比可知误差在5%以内,验证了本方法的可行性和适用性.     

基于RBF神经网络对体外预应力梁抗剪强度的建模与预测

采用基于径向基(RBF)神经网络对体外预应力混凝土梁抗剪强度进行建模,预测开裂荷载和极限荷载。并将预测值、试验值、规范公式值进行比较．结果表明,神经网络计算方法是体外预应力混凝土梁抗剪强度研究中的一种很有潜力的方法．     

预应力混凝土梁模态分析的有限元软件实现

为建立预应力混凝土梁模态分析的有限元模型,以ANSYS有限元分析软件为例,提出预应力混凝土梁式结构在利用大型有限元软件进行模态分析时,可采用初应变法施加预应力,并且将混凝土受到的预压力影响转化为对单元材料弹性模量的影响,通过对变弹性模量的有限元模型进行模态分析,得到预应力混凝土梁在各级预应力下的自振频率和振型.通过与试验值对比可知,改进后的有限元模型可以用于预应力混凝土梁的模态分析.     

体外及体内无黏结预应力梁的有限元模拟

为简化无黏结预应力梁的分析过程，利用通用有限元程序建立了体外及体内无黏结预应力混凝土梁
的分析模型.该模型由两类主单元组成，即混凝土梁单元和体外/体内无黏结预应力筋桁架单元这两类主单
元的端部节点用多点约束（MPC）连接.在体外预应力梁的转向块处，或沿体内无黏结预应力梁全跨并以比
较小的间隔处，设置刚度足够大的弹簧单元利用修正的Riks算法跟踪结构的非线性全过程响应.分析结果
表明，二次效应会对体外预应力梁的弯曲刚度和极限承载力产生较大的不利影响，无黏结预应力筋的极限
应力增量随着非预应力筋配筋率的增加而减小.     

预应力对体外预应力简支钢梁自振频率的影响

利用有限元方法建立了体外预应力简支钢梁的有限元模型,对不同预应力值及预应力筋不同偏心距布置条件下简支钢梁的自振频率进行动力仿真分析。通过仿真结果分析预应力大小对自振频率的影响规律及影响程度,最后给出了预应力值与桥梁自振频率的定量关系,为开展预应力简支梁中有效预应力的识别提供了一定的理论支撑。     

预应力混凝土梁动力性能数值分析

为了解预应力混凝土（PSC）梁在不同预应力下的自振频率和振型的变化,采用Clough提出的轴力作用下混凝土梁的模型对PSC梁的频率进行了有限元分析,结果是随着预应力的增加,频率呈下降趋势,振型不随预应力的变化而改变。为验证有限元分析的准确性,同时进行了1根无粘结预应力梁的动力试验。试验结果表明：预应力梁的固有频率随着预应力的增加而增加,显然轴压模型不适于PSC梁的频率分析,通过分析影响频率变化的主要因素,并依据试验结果对PSC梁的动力有限元模型进行了修正。计算结果表明：该修正方法计算出梁的一阶频率的误差较小,2阶频率的误差稍大,但也可以反映频率随预应力改变的变化趋势。     

已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验研究

通过对一根已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验室试验,研究该梁单元在不同荷载工况作用下各个截面的挠度情况和混凝土应变,获得该梁单元的静力承载力情况;同时利用有限元分析软件ANSYS建立预应力混凝上空心板梁单元的有限元模型,分析在不同荷载工况作用下梁截面的挠度和混凝土应变,试验分析结果和理论计算结果进行对比分析,以此进行已服役20年结构的耐久性能评估并对结构整体性能进行评定.     

折线型体外预应力筋梁极限状态分析

对配有折线型体外力筋的体外预应力混凝土简支梁极限状态进行分析,建立了极限状态下,转向块处力筋自由移动时弯矩、挠度及体外预应力筋应力增量的计算方法.采用的计算方法具有较强的通用性,为研究和设计各种体外预应力结构提供了一种简便、直接的计算公式.     

竖向集中荷载作用下体外预应力混凝土连续梁解析解

在预应力混凝土桥梁加固中,体外预应力的应用逐渐广泛.本文主要基于微分方程,推导了体外预应力连续梁在竖向集中荷载作用下力法方程的解析解.利用该理论,计算了在竖向集中荷载作用下的挠度沿梁长的分布曲线,并与Ansys数值分析结果进行了对比,二者具有较好的一致性,说明该计算结果是合理的,可信的.对比结果表明,采用该解析解并能够得到在正常使用状态下混凝土梁的变形情况,为今后分析碳纤维加固体外预应力连续梁提供了基础.     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论:对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论：对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。