预应力混凝土梁双非线性分析的混合壳单元模型

为模拟预应力混凝土梁非线性分析时预应力钢筋的力学行为,基于随转坐标法和场一致性原则,导出能考虑几何及材料双非线性的预应力钢筋空间杆单元。该单元具有几何与材料两种非线性不耦合的特点。采用已有的实体退化壳单元模拟混凝土,根据预应力钢筋空间杆单元与混凝土实体退化壳单元在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成一个混合壳单元,并导出预应力钢筋空间杆元对混合壳单元切线刚度矩阵的贡献。由于预应力钢筋对结构的作用反映在混合单元模型内部,该单元模型并未增大计算规模。对一预应力混凝土T梁进行了破坏过程模拟,将计算结果与试验结果及其他文献计算结果进行了比较,表明建立的混合壳单元模型是正确的。     

基于预应力混凝土组合单元的箱梁桥应力研究

预应力混凝土(PC)箱梁桥空间效应明显,其顶板、腹板和底板的受力相互影响,基于平面杆系计算模型获得的箱梁结构应力与实际应力情况有差异.为此,研究中采用实体退化壳元模拟混凝土,杆单元模拟预应力束,建立了预应力混凝土组合单元;并以一座典型预应力混凝土箱梁桥为研究对象,结合施工过程模拟,建立了平面杆系和带预应力钢束的实体退化...     

预应力高强混凝土梁极限承载力分析

针对高强混凝土材料力学行为的特殊性，考虑材料非线性的影响，通过将普通钢筋均匀“涂抹”于混凝土中，建立综合本构关系矩阵，将由此形成的普通钢筋与混凝土匀质材料整体离散为实体单元，并将预应力钢筋离散为独立的一维单元，用有限元法对预应力高强混凝土T型梁进行了极限承载力分析研究，给出了梁受力全过程矿．厂曲线，分析了其受力变形和破坏特点。为方便结构工程师参考，还对影响预应力高强混凝土梁极限承载力的主要结构参数（配筋率、高跨比等）进行了分析计算，推荐了这些参数的合理取值范围。     

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。     

劲性骨架混凝土拱桥施工稳定性分析

天工大桥主桥为一座劲性骨架钢筋混凝土拱桥。为了研究该桥施工阶段的稳定性和风荷载、预应力对稳定系数的影响,通过建立以实体单元+梁单元为主的ANSYS三维有限元模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和混凝土箱形截面的分次浇筑过程。根据计算结果可知:该桥在施工过程中的稳定系数均大于4,满足规范要求;风荷载在拱肋截面分期浇筑成形阶段对稳定系数影响较大,因此,根据计算结果增设临时横撑;纵、横向预应力对稳定系数的影响均较小,分析时可考虑纵向系杆力,忽略横向预应力。     

无粘结预应力混凝土梁非线性分析

无粘结预应力混凝土结构是当今流行的一种后张法预应力体系.本文采用杆系有限元理论,建立了体内无粘结预应力混凝土梁全过程非线性分析的数值计算方法,并编制了相应的计算程序.计算结果表明,该方法是可靠的.     

预应力混凝土梁开裂后的受力性能分析

基于实体退化壳单元,采用层状模型模拟钢筋混凝土结构,选取恰当的混凝土和钢筋的本构关系,采用弥散裂缝模式,考虑材料非线性效应有效地模拟了预应力混凝土T梁的开裂、屈服和失效全过程,并与试验结果进行比较。分析了T梁在开裂后的刚度及裂缝的位置和发展情况。探讨了混凝土和预应力钢筋在T梁开裂后的应力发展规律。结果表明退化分层壳单元模型对于预应力混凝土T梁的非线性分析有良好的适应性。     

石首长江公路大桥宽幅短线预制混凝土箱梁横向受力有限元计算模型分析

在短线法预制施工中,主梁往往伴随着多次体系转换。对于宽幅混凝土主梁,在多次的体系转换中混凝土梁段横向受力问题突出,对混凝土梁段施工过程中的受力与变形进行有限元计算分析是十分必要的。目前对于宽幅混凝土主梁横向受力分析多采用实体单元模拟计算,然而应用实体单元建模计算有着建模复杂、对计算机要求高等缺点,影响了计算效率。该文以石首长江公路大桥北边跨混凝土标准梁段预制施工的模拟计算为例,详细对比分析了梁单元与实体单元建模计算的优缺点。研究结果表明:用梁单元模拟宽幅箱梁的计算结果精确度略逊于实体单元,但已满足工程应用精度要求,用梁单元建模比实体单元建模更加简便、对计算机的要求要低,能大大提高计算效率。     

基于实体单元的等截面宽箱梁有限元分析

目前,预应力混凝土箱梁宽跨比越来越大,依据平面杆系理论计算结果已较难体现结构空间效应。采用实体单元对3跨连续梁进行全桥精细化分析,着重考察箱梁墩顶顶板、边跨跨中底板及边支座附近应力状态,计算结果表明:梁单元和实体单元计算差异较大,实体单元模拟更接近宽箱梁实际应力状态。     

FRP部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析

为对FRP部分预应力混凝土梁进行受力模拟分析和参数变化研究,对其现有不同可变形性指标进行对比及徐变变化研究,建立了可分析FRP有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁全过程反应的数值计算方法,并编制了相应的计算程序。该数值分析方法是基于增量变形的混凝土受弯构件的非线性分析理论。在该数值计算过程中,有粘结非预应力筋及有粘结预应力筋可以是常规的钢筋或高强钢筋,也可以是FRP筋。与3个不同学者进行的相关试验梁的试验结果对比表明,数值计算结果与试验结果符合较好,是可行和可靠的。