三维无界元和节理无界元

本文给出三维十二结点无界元和十结点节理无界元模型及其整套算式,并结合算例,讨论了在这种单元应用中的有关问题,例如衰减函数、衰减中心等等。 在无限域或半无限域岩土工程问题的有限元分析中,纳入无界元、节理无界元这类特殊单元,只要截取有限,甚至很小的计算范围,就能满足计算精度要求和符合无穷远处位移为零的边界条件。因此,这就为岩土工程通常的有限元分析中“计算范围、边界条件不易确定”的困难提供了一种有效的解决手段,而且它在提高计算精度和经济效益方而均有明显的优越性。     

预应力芯棒在连续配筋混凝土路面中的应用

对预应力芯棒代替钢筋在连续配筋混凝土路面中的应用进行了研究,介绍了预应力芯棒的材料组成和每米宽度路面计算模型。通过求解连续配筋混凝土路面温缩应力微分方程,采用温度试探法求得路面裂缝间距和裂缝宽度,并与普通连续配筋路面进行对比得出:采用预应力芯棒代替普通钢筋,可大幅节约钢筋用量,经济效益得到了明显提高。     

基于组合-分层壳元理论薄壁预应力混凝土结构的力学响应

基于组合-分层壳单元,建立薄壁预应力混凝土结构的计算模型,并对其力学行为进行分析。首先引入壳元理论,对薄壁结构进行壳元离散。并对壳元中的混凝土应用分层理论描述,对壳元中的钢筋单元采用大变形杆单元模拟。根据钢筋和混凝土在壳元内的位移协调条件,推导了整体转换矩阵后,将两者组合成一个单元,同时基于虚功原理推导了钢筋对组合壳元整体刚度矩阵的贡献。算例分析表明,本文方法的计算结果与已有的试验结果吻合良好,本文研究的组合壳元模型能适应钢筋的任意布置方式,能较全面地反映混凝土内钢筋的力学效应,数值计算稳定性良好,弥补了商用有限元软件非线性计算稳定性较差这一缺点。组合-分层壳元法为薄壁预应力混凝土结构提供了一种有效的分析方法。     

数值模型中无界边界的转化

地下水系统数值模型都要求模拟域为有界且边界条件是已知的。本文引入计算边界将无界含水层划分为有界的研究域和半无界的非研究域两个子空间 ,通过求解非研究域定解问题确定计算边界的边界条件 ,使无界含水层转化为有界的研究 (模拟 )域。这个方法应用到轴对称井流和二维平面流数值模型中无界边界条件的转化。     

预应力混凝土路面浅析

我国目前许多省份的普通混凝土路面都存在严重的裂缝和断板现象,严重影响公路的运行状况,解决普通混凝土路面病害的方法之一是采用预应力混凝土路面,预应力混凝土路面减少养护费用,提高路面的使用性能,社会经济效益十分显著,预应力混凝土路面将会有良好的发展前景。     

沥青路面多尺度结构的荷载响应分析

为了从材料细观结构角度研究沥青路面结构的荷载响应,采用离散元方法,建立了柔性基层沥青路面典型结构模型,并进行了竖向荷载作用下沥青混凝土层应力和应变的计算,通过与经典路面响应程序计算结果的比较,验证了路面结构离散元模型和离散元计算方法的正确性.以验证过的路面结构模型为基础,采用较小的细观尺度描述了沥青混凝土结构层底部位置处粗集料、沥青砂浆和空隙的分布和体积大小,从而建立了路面结构的多尺度模型,并计算了荷载作用下多尺度模型的响应.结果表明,荷载引起的路面结构应力和应变在沥青混凝土内呈现显著的不均匀分布特征;粗集料与砂浆接触处的应力明显高于沥青砂浆内部的应力,两者的比值随着沥青砂浆模量的降低而增大;考虑材料细观结构后,粗集料与砂浆接触处的荷载响应明显高于宏观路面结构响应,而沥青砂浆内部的荷载应力小于不考虑细观结构时的宏观路面结构应力.     

浅谈预应力混凝土路面设计

论述了预应力混凝土路面在我国的应用,分析了预应力混凝土路面的优缺点,探讨了预应力混凝土路面设计考虑的因素,详细介绍了预应力混凝土路面的设计,以推广预应力混凝土路面的应用.     

预应力混凝土路面设计准则研究

对混凝土路面施加预应力,可显著提高其承载能力和抗变形能力,减小板的厚度和开裂的可能性,提高混凝土路面的耐久性。预应力改变了路面板的结构形式,抵抗更大的冲击、振动和超载。基于三种不同设计理念——弹性设计准则、疲劳设计准则和开裂恢复设计准则,提出了预应力混凝土路面的早期、使用阶段及开裂后计算预应力公式和设计步骤。附一个设计实例。     

预应力技术在道路工程中的应用

从使用性能上阐述了预应力混凝土路面的优势及存在的不足,借鉴世界各国对预应力混凝土路面设计的研究和经验,提出了预应力混凝土路面的设计方法和步骤,最后对预应力混凝土路面的施工方法和质量控制等有关问题进行了分析和探讨。该研究对预应力混凝土路面的设计与施工具有一定的参考价值。     

斜向预应力混凝土复合式路面预防桥头跳车技术

介绍了斜向预应力混凝土路面基层的技术优势,并结合工程实例,阐述了斜向预应力混凝土复合式路面设计方案,指出采用该路面能使桥梁与路面之间形成刚性过渡,缓解由于差异沉降引起的桥头跳车问题。     

曲线梁桥预应力效应的非线性有限元分析

利用有限元分析程序ANSYS模拟预应力曲线梁桥,考虑几何非线性和材料非线性,讨论了预应力荷载作用下曲线梁桥的应力和位移效应。进行分离式建模:混凝土使用Solid65单元;预应力钢筋为曲线形,使用Link8单元,并通过施加预应变来模拟预应力荷载。在此基础上,分析了预应力钢筋分布和预应力钢筋度对作用效应的影响;并提出了两种解决预应力钢筋扭转效应的措施。     

青岛亚麦大厦楼盖结构设计与施工

介绍了青岛亚麦大厦楼盖结构方案的选择及设计过程。通过方案对比与计算分析,选取合理的结构方案,最大限度的满足建筑物功能需求,提升建筑品质,做到建筑与结构的和谐统一。     

预应力混凝土连续梁桥极限承载力研究

根据Timoshenko梁理论,采用分层组合式有限元模型,建立了预应力混凝土连续梁桥非线性全过程分析的计算方法,并编制了计算程序.用该方法对7根试验梁的荷载及变形进行计算,计算值与试验值符合良好.     

超载对水泥混凝土路面力学响应的有限元分析

用三维有限元接触模型研究了超载对水泥混凝土路面力学响应的影响,并据此分析了其对混凝土路面使用寿命的影响,结果表明：随超载率的增加,水泥混凝土路面结构的力学响应值大幅增加,而路面结构的使用寿命大幅缩短。     

小尺寸水泥混凝土路面的有限元分析

减小板的平面几何尺寸能够降低荷载与温度梯度作用下水泥路面板的荷载应力及温度应力,基于此本文提出农村公路小尺寸水泥混凝土路面的概念,建立了小尺寸水泥混凝土路面板的有限元分析模型,分析了标准轴载作用于临界荷位时,荷载应力随板长、板厚的变化关系,荷载应力随基层厚度、基层模量的变化关系,并且进行了小尺寸水泥混凝土路面温度应力的计算分析,在此基础上提出了典型的小尺寸水泥混凝土板的平面尺寸。     

考虑接缝影响的机场刚性道面的有限元分析

以Marc有限元软件为工具,对道面面层和接缝用板单元进行模拟,考虑面层和基层之间的界面接触,建立了基于＂地基—道面结构—飞机轮载＂的相互作用的足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型,应用该模型,计算了飞机当量单轮荷载作用下刚性道面结构的力学响应,得出道面各结构层模量对板底应力的关系。     

某核电站安全壳预应力施工模拟分析

安全壳是确保核电站安全的关键设施,预应力筋施工过程是建立结构受力体系的重要环节,研究其建立过程对安全壳具有重要意义。以某核电站安全壳为背景,选用大型通用有限元软件ANSYS,采用分块方法,快速建立高质量的安全壳有限元模型,不建立沿着预应力筋方向的约束方程,真实模拟施工阶段预应力筋无黏结受力状态,并提出模拟因混凝土弹性变形引起的预应力损失的多次降温法,分析安全壳在预应力筋施工过程中混凝土的应力状态、壳体的变形以及预应力筋的应力,确认在安全壳中建立的预应力与设计相符,为安全壳施工优化等提供参考。     

高墩大跨连续刚构桥的横向应力分析

以某大桥三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥为背景,采用二维杆系有限元模型,从顶板横向应力方面对该桥的跨中截面尺寸及横向预应力筋配束进行了优化设计。同时采用三维实体有限元模型,对该桥顶板的横向应力结果进行了对比验证分析,证明了对横向应力分析采用闭合框架法的安全合理性,揭示了这种结构的横向应力分布规律,对同类设计及施工有一定的参考价值。