基于Three.js的三维虚拟校园系统设计与实现

针对目前虚拟校园系统以2.5维为主,模型纹理失真,Web三维显示需要插件等问题,设计了一种采用倾斜摄影测量建立三维模型,使用四叉树索引数据结构,基于Three.js搭建的虚拟校园系统.该系统较好的解决了模型纹理失真、建模周期长、效率低等问题,实现了无需插件支持的跨平台展示,具有良好的真三维Web系统交互效果,同时能够根据不同需求开发组件式功能模块.     

预应力混凝土梁非线性分析单元模型

为了能够准确有效地分析混凝土梁中预应力钢筋的力学性能,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,提出了一种预应力混凝土梁非线性分析的单元模型。应用有限元理论,采用全拉格朗日列式的三维杆单元模拟预应力钢筋;采用实体退化组合壳单元模拟结构;应用钢筋单元和混凝土单元之间的位移场关系形成钢筋对混凝土单元的贡献,将预应力钢筋对结构的作用直接反映在单元模型内部。预应力混凝土T梁的破坏过程模拟结果表明梁的跨中挠度计算结果和试验实测数据吻合,单元模型有效地反映了预应力束的力学性能。     

带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟

为研究带肋钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理,揭示钢筋肋外形对粘结性能的影响,建立了钢筋混凝土的三维细观数值模型.该模型基于ANSYS参数化设计语言,在混凝土细观模型的基础上加入钢筋,通过界面单元细分和材料属性判别生成各细观相单元.分别建立了月牙肋钢筋和螺纹钢筋拉拔试件模型,模拟拉拔试验中粘结的破坏过程,分析了混凝土损伤破坏区域的分布和钢筋肋纹处的应力状态.结果表明,月牙肋钢筋与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但破坏时其肋间混凝土的应力集中现象缓和,损伤程度较轻;数值模拟的粘结应力和钢筋滑移量与试验结果吻合,说明所建立的模型可用于模拟钢筋与混凝土的粘结性能.     

公路路线线型优化设计新技术及其展望

公路路线线型优化设计是一项非常复杂的任务。公路路线线型设计除了要保证汽车行驶安全性、舒适性与经济性，还必须要考虑公路路线经型对地形、地物、景观等条件的适应性。随着计算机应用的推广，已有多种不同的优化方法被用来进行公路路线线型的优化设计。按照优化的类型，公路路线线型优化可以分为纵断面线型优化、平面线型优化和三维立体体型优化。文章介绍了已有各种公路路线线型优化方法及其优缺点，并对今后公路路线线型优化提出了一些展望。     

基于粒子群算法优化Kriging模型的 桥梁钢筋锈蚀可靠度分析

桥梁结构在不利影响因素作用下性能会受到影响,对桥梁的可靠性进行分析具有重要意义。对桥梁钢筋锈蚀开裂可靠度计算方法进行研究,首先,结合实际测试数据提出了基于粒子群算法优化Kriging模型的方法,以解决钢筋锈蚀和保护层开裂与各主要影响因素(钢筋直径、混凝土抗压强度、保护层厚度和沿筋方向裂缝宽度)间的不确定关系。其次,建立了钢筋锈蚀正常使用极限状态的功能函数,并利用Monte-Carlo方法计算桥梁钢筋锈蚀适用性的失效概率和可靠度。结果表明:通过粒子群算法优化后构建的Kriging模型能够更准确地预测钢筋锈蚀程度;桥梁钢筋锈蚀可靠度指标随着钢筋直径、混凝土抗压强度和保护层厚度的增加而增加,随裂缝宽度的增加而减少。     

基于GESO的钢筋混凝土梁拓扑优化方法研究

为克服仅将钢筋混凝土作为单一材质进行拓扑优化的弊端,提出了GESO算法对分离式钢筋混凝土模型进行拓扑优化,并对拓扑解进行了简化,分别验证了二维矩形梁与三维T梁的钢筋布置方案。研究结果表明：与经典ESO算法相比,GESO算法效率更高,删除率、对称性及美观性均更优;基于GESO算法的二维矩形梁与三维T梁初始拓扑优化构型,经简化后可得到钢筋布置形式,优化后的矩形梁和T梁的位移、应力变化幅度较小;但不同荷载、位移边界条件下,拓扑优化后的钢筋布置形式存在显著差异,实际配筋设计中应考虑结构受荷形式与边界情况,获得配筋设计的最优方案。     

钢筋混凝土有限元模型的研究

本文建立了一种用于分析三维钢筋混凝土结构的钢筋混凝土实体等参元。在这种单元中，钢筋是直接包含在混凝土中作为整体来考虑的，因此用这种单元作为有限元模型具有节点数少、离散化方便，而又具有精度高和能反映钢筋作用的优点。通过用本文编制的程序计算及与理论解和其它数值解的比较，证实了这种单元的有效性。     

基于Revit柱结构模型设计研究

Revit作为一款三维参数化建筑设计软件,在建筑行业内受到广泛应用。研究如何读取柱平法施工图纸信息来快速实现三维建模和钢筋配置,提出一种基于Revit建筑设计的三维模型重建方法。该方法通过链接柱CAD图纸为处理对象,以Revit二次开发为主要技术路线,调用Revit API函数进行编程,读取柱构件数据信息,最终实现柱结构三维模型快速生成。在Revit中通过对大量的柱结构施工图纸进行测试应用,能够准确读取、识别图纸中信息并将柱结构施工图纸二维信息快速转化为三维的建筑信息模型,提高柱结构三维建模效率。     

基于Pro/E的圆柱齿轮参数化设计

文章利用Pro/Engineer的参数化设计功能,建立由用户参数通过关系式控制的圆柱齿轮几何模型,并采用拉伸特征的方法创建实体模型。此设计方法在进行不同齿数的齿轮设计时,只需输入圆柱齿轮的已知参数,就可以迅速精确地生成所需的三维实体模型,大大提高设计效率。     

道路三维随机放样方法探讨

在道路施工中采用三维随机放样，可以大大提高功效，对于线型放样对尤其如此。以路基开挖线（坡口）放样为例，对三维随机放样的原理、实现条件及操作方法进行了探讨。     

基于混凝土损伤塑性本构模型的桥墩仿真分析

由于花瓶墩的体型巨大且几何构型不规则,采用一般的杆系单元方法只能近似分析其力学性能。利用ABAQUS的三维实体单元,分析该墩在组合工况作用下的三维应力分布情况,建立钢筋混凝土损伤塑性本构,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝土裂缝的分布情况。与杆系单元相比,考虑混凝土损伤塑性本构关系的实体有限元仿真,更能直观精确地显示出非规则性结构的受力及细部裂缝的空间分布情况。     

少筋混凝土梁三点弯曲断裂过程的数值模型

基于少筋混凝土结构的破坏原理,提出了混凝土裂纹处存在钢筋的力学分析模型,把钢筋对混凝土的作用力假想为一对集中力,钢筋位于混凝土弹性区时,认为钢筋与混凝土连为一体;当钢筋与混凝土裂纹相遇时,考虑钢筋与混凝土之间存在脱粘的部分段。同时根据直线形的混凝土拉应变软化曲线,在过程区各节点上设置无体积、无长度的虚拟弹簧,对少筋混凝土三点弯曲试件的断裂过程进行有限元数值分析。模拟了不同配筋率下少筋混凝土三点弯曲试件起裂、扩展、破坏的全过程,计算结果显示:配筋率对裂缝扩展有很大影响。     

连续道床板裂纹计算方法及影响因素

为研究双块式无砟轨道连续配筋道床板裂纹扩展的机理,基于钢筋混凝土粘结-滑移理论,建立了适用于连续配筋混凝土道床板裂纹扩展的计算模型.依据该模型计算了道床板裂纹宽度和间距,分析了道床板配筋率、纵向钢筋直径和混凝土强度对裂纹宽度、间距及钢筋应力的影响.分析结果表明:钢筋直径和配筋率直接影响裂纹间距,裂纹间距随钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;混凝土抗拉强度、配筋率和钢筋直径是裂纹宽度的主要影响因素,裂纹宽度随混凝土强度和钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;裂纹截面处纵筋应力不应超过其抗拉强度,配筋率和混凝土抗拉强度是决定钢筋应力大小的关键因素.     

基于Wiener退化对镁水泥混凝土中钢筋的锈蚀预测

镁水泥混凝土对钢筋的腐蚀限制了其广泛的推广应用,为解决这一难题,提出利用涂层来缓解其对钢筋的腐蚀,确保镁水泥钢筋混凝土建筑满足设计规定的使用年限要求. 根据西部盐渍土地区的自然环境,采用溶液浸泡加速锈蚀的试验方法对氯氧镁涂层钢筋混凝土进行快速腐蚀试验;运用电化学工作站周期性地对氯氧镁涂层钢筋混凝土试块进行电化学试验;以表征涂层钢筋锈蚀的电化学参数（腐蚀电流密度）作为退化指标,在Wiener退化过程的基础上进行可靠度建模并且对涂层钢筋进行锈蚀预测. 研究结果表明:利用涂层钢筋腐蚀电流密度作为耐久性退化指标可以得到镁水泥涂层钢筋混凝土中的涂层钢筋锈蚀的可靠度函数,并确定出涂层钢筋在30 000 d左右达到中等腐蚀.      

钢筋混凝土结构随机时变强度和刚度的模型及结构抗力分析

研究了钢筋混凝土结构时变抗力的多因素影响机制,探讨了钢筋、混凝土材料强度的时变衰减规律,给出了钢筋混凝土构件的随机时变抗力模型。考虑结构刚度的时变性,提出了时变刚度的简化模型,并以高层水塔为例,根据所提出的强度、刚度和抗力随机时变模型对水塔结构构件的时变抗力进行了计算分析。     

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数研究

采用压溃理论和三维仿真模型，分析了钢筋混凝土拱肋在几何非线性、材料非线性、几何缺陷以及混凝土压碎、开裂、骨料嵌锁等因素耦合作用下的极限承载力，以使它的确定更符合实际．重点研究了初始几何缺陷、截面形式、荷载形式和矢跨比等对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响．研究结果表明：混凝土材料的力学特性对大跨径钢筋混凝土拱桥的极限承载力有明显影响；大跨径钢筋混凝土拱肋的极限承载力随初始几何缺陷的增加按分段二次曲线规律减小，与拱肋长细比遵循三次曲线关系规律．     

钢筋混凝土整体式空心板桥的开裂机理和性能评估方法

研究了整体式空心板桥在服役过程中的裂缝和性能评估方法.通过ANSYS软件建立精细空间实体模型,分析了设计荷载作用下整体式空心板桥开裂的机理;在弹性分析的基础上,考虑材料非线性的影响,对荷载试验的结果进行评估,并与刚接板法和弹性有限元分析结果进行比较;引入钢筋的锈蚀模型,对整体式空心板的时变极限承载力进行分析.研究结果表...     

玄武岩纤维（BFRP）筋与混凝土粘结性能试验研究

玄武岩纤维筋是一种新型的复合材料,具有强度高、耐腐蚀等特点,用它代替混凝土路面结构中的钢筋,可解决因雨水进入引起的连续配筋混凝土路面钢筋锈蚀问题。玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能,是影响其推广应用的关键技术之一。本文运用18个中心拉拔试件研究了不同螺纹表面玄武岩纤维筋与混凝土之间的粘结性能,试验结果表明：玄武岩纤维筋与混凝土试验粘结强度在11.592～23.578MPa之间,粘结强度随着玄武岩纤维筋表面螺纹深度与螺纹间距的变化而变化;有螺纹玄武岩纤维筋的粘结强度明显高于无螺纹玄武岩纤维筋,玄武岩纤维筋最佳螺纹间距约为筋直径长度的80%,最佳螺纹深度约为直径长度的10%;拉拔试件的破坏形态均为玄武岩纤维筋与混凝土接触面混凝土的剪切破坏而拔出。     

Development of a nonlinear 3D solid finite element model for the calculation of bending moments of flexural members

A numerical model is developed in this paper to calculate the bending moments of flexural members through integration in 3D solid finite element analyses according to the nonlinear constitutive model of concrete and the elastoplastic constitutive model of steel, utilizing the stress condition of the cross-section, considering the destruction characteristic of reinforced concrete members, and based on the plane cross-section assumption. The results of this model give good agreement with those of the classical method. Consequently, we can also deduce the corresponding numerical expression for eccentrically loaded members according to the analysis method.