基于粘结滑移的衬砌裂缝宽度计算模型研究

基于粘结滑移理论提出了一种“实体单元-影子节点-梁单元”的传力体系。以某一模型试验为例,将钢筋混凝土衬砌采用分离式建模并构建此传力体系。通过有限元计算求得受力钢筋的应力,结合规范的计算公式求出裂缝的最大宽度。与试验结果进行对比,验证了有限元建模运用此传力体系并结合规范公式计算最大裂缝宽度的可行性,可为同类工程最大裂缝宽度提供一种新的计算方法。     

装配整体式半刚性节点在地下工程中的数值分析

基于宁波市东部新城中央公园工程的设计方案，对预制装配式结构进行数值模拟，以实现半刚性节点在地下装配式结构动力分析及设计中的程序化应用。构建此项目梁－柱半刚性节点力学模型，分析获得Ｍ－θ 滞回曲线，并将其力学性能赋予整体结构模型中。采用ＭＩＤＡＳ／Ｇｅｎ软件对装配式混凝土结构进行弹塑性动力时程分析，获取装配式结构的屈服准则、变形能力等抗震性能。通过对比现浇方案可得出，装配良好的梁柱构件具有较强的刚度、强度和变形恢复能力等性能，并且结构计算指标符合规范要求。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。     

输电塔连接节点有限元参数化建模与分析

现行规范对输电塔上部结构与基础连接节点的底板简化计算,该节点整体承载力裕度不明确。为有效地建立该节点的有限元模型,判断该节点整体安全裕度,通过采用ABAQUS软件从单元类型、材料属性、模型装配、接触形式、边界条件、分析步设置、荷载计算和加载设置等方面对该节点进行了有限元参数化建模,并对底板厚度进行优化分析。结果表明：该节点破坏形式为靴板与主角钢的连接螺栓在接触平面发生剪切破坏;与现行规范的计算结果相比,有限元计算能充分考虑连接节点整体受力和塑性性能,优化后底板厚度可有效减少。该研究成果为该节点的安全评估提供了合理的参考依据,也为后续输电塔整体加固奠定了研究基础。     

基于ABAQUS有限元计算的新型装配式梁梁节点的参数分析

为解决现代化施工过程和运输中受条件限制问题,提出一种采用干式连接的新型装配式混凝土梁梁节点,将短梁拼接成一定长度的整体梁。基于有限元计算和理论计算方法,对其节点核心部位进行参数分析,探究新型节点中高强螺栓规格、钢套筒厚度、钢套筒长度、加劲肋厚度、钢端板厚度等因素对装配式梁构件的承载能力的影响。研究结果表明,节点形式符合“强节点,弱构件”原则。高强螺栓、钢套筒厚度、钢套筒长度、加劲肋厚度、钢端板厚度等尺寸增加,增加了自身刚度和对相连部位的影响,增强了节点部位的整体刚度,有利于构件承载能力的增加,其中钢套筒厚度与长度的增加对装配梁核心节点处的混凝土起到保护作用。     

既有预应力混凝土简支梁预应力损失的有限元模拟研究

应用大型有限元分析软件ANSYS建立一根已经服役20年的既有预应力混凝土后张板梁单元的有限元模型,采用弹簧单元Combin 39模拟预应力钢筋和混凝土间的粘结滑移效应,通过调整该弹簧单元的刚度来控制预应力钢筋和混凝土间的粘结程度。在模型中同时考虑了预应力瞬时损失和长期损失,较为精确的对既有预应力混凝土结构进行有限元模拟。对该模型进行构件的弹塑性变形、混凝土开裂到极限承载力破坏的全过程分析,得到的结果与试验结果有较高的吻合度,进一步表明该模拟方法的合理性和有效性,为预应力结构精细化建模分析提供一定的参考。     

装配式结构钢筋灌浆连接技术

随着“建筑工业化、住宅产业化”的不断发展,装配式混凝土结构在全球呈上升趋势,装配式PC构件主要受力钢筋的可靠连接是保证混凝土结构具有良好抗震性能关键。本文对装配式结构钢筋灌浆连接技术进一步研究,总结了钢筋套筒连接和浆锚搭接连接施工方法,确保装配式混凝土建筑整体施工质量,为类似工程提供了借鉴。     

拱坝有限元计算模型的程序化建模

有限元模型传统建模过程是:几何模型(点、线、面、体)→单元模型(节点、单元),操作极其繁琐,而且调整不便,不利于拱坝体形优化过程中的快速建模计算。本文利用ANSYS软件命令流文件,采用程序直接生成节点、单元的方式完成建模。     

岩锚吊车梁三维有限元数值分析计算

基于三维非线性弹塑性有限元原理,采用隐式锚杆单元方法,对大渡河干流规划“三库22级”的第11级电站地下厂房施工期和运行期岩锚吊车梁及围岩的应力、变形、稳定性进行了分析计算。通过对工程实例的计算,论证了有限单元法能较好地反映岩锚吊车梁的受力特点,为岩锚吊车梁的体型设计和稳定校核提供了参考依据,为实际工程施工起到了一定的指导作用。     

预应力群锚高边坡增稳机理研究

“高边坡预应力群锚加固机理研究”项目为国家“八五”重点科技攻关项目。其中加锚岩体的变形体传力特征，通过现场群锚试验、室内模型试验和数值计算验证研究，发现了群锚增稳不同于刚体法加锚的岩体的受力、传力动态机理效应，提出了依安全度布锚增效的新参数理论，探讨了判别加锚效果的岩体表层新生压应力层的“岩壳效应”场的机理依据。     

MPC法在水电站厂房结构数值模拟中的应用研究

MPC法是处理实体单元与梁、壳单元连接问题的一种常用方法,为探明其在水电站厂房这类复杂结构建模中的适用性,在建模时首先采用MPC法对实体单元与梁、壳单元进行连接,然后分别用于静力和动力分析中,并与全部采用实体单元建模的计算结果进行了比较分析。研究结果表明,MPC法能够有效实现三维实体单元与梁、壳单元的正确连接,适合在水电站厂房结构建模中推广应用。更多还原     

浆锚连接集束配筋装配式柱抗震性能数值模拟分析

通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立浆锚连接集束配筋装配式柱在循环荷载下的有限元计算模型，并将模拟计算结果与试验进行对比分析，研究装配式柱构件抗震性能，分析了轴压比、搭接长度以及搭接间距等因素对柱构件承载性能和耗能性能的影响。模拟结果表明:模拟所得滞回曲线与试验数据吻合较好，且试件均为弯曲破坏模式；随着轴压比的增加，其水平承载能力增大，但延性性能降低；随着搭接长度的增大，其承载性能和耗能性能先增加，后缓慢提升，表明适量增大搭接长度可提高构件抗震性能；而随着搭接间距的变化，各模型的承载能力变化不大，说明此因素对滞回性能影响较小。通过数值模拟分析，模拟结果可以对试验数据进行验证，并进行拓展分析，以便更全面地进行概括分析，得出结论。     

基于两类横缝接触模型的拱坝非线性动力响应研究

本文基于主、从接触面的接触边界方法，采用限制接触面切向滑移的弹簧单元，模拟切向完全约束的高拱坝横缝在地震动荷载作用下张开、闭合的非线性力学行为，并应用有限元隐式迭代方法求解结构的动力响应。为了适应拱坝计算，文中对基于接触边界的ABAQUS模型进行了功能扩展，包括引入弹簧单元约束切向滑移、嵌入有限元库水附加质量等。通过讨论接触边界与接触单元模型的有限单元格式，比较了两类接触模型的特点。分别采用该模型与基于接触单元法的ADAm88模型模拟某拱坝的动力响应，两者得到了基本一致的规律：结点位移与横缝开度吻合良好，动位移与开度时程反映出相同的动力响应周期，二者都反映出横缝张开引起的拱向拉应力释放和梁向应力的增加。通过计算验证了ABAQUS模型在拱坝动力计算方面的适用性，说明该模型适合作为一个扩展平台嵌入其他的本构、边界模型以全面模拟实际拱坝的动力特性。     

闸门面板与主梁上翼缘的连接方式对面板应力的影响

探讨了三维有限元板单元法用于计算弧形闸门应力时，闸门面板与主梁上翼缘的连接方式对面板应力的影响，进而提出了两种不同的有限元计算简化模型，论述了两种简化模型的原理以及得出差异较大的应力结果的原因，得出了一些有用的结论，并采用小湾水电站中孔弧形闸门作为算例，验证了本文的结论。     

数值求解 Boussinesq 方程的有限元法

本文基于有限元方法，采用线性单元，通过节点周围单元内的一阶导数的加权平均来确定单元节点上变量的一阶空间导数值，建立了求解Boussinesq方程的数值计算模型，模型中，时间的积分采用Adams-Bashforth-Moulton预报-校正法，对波浪传播情况的计算表明该模型可以给出令人满意的结果。     

套筒灌浆钢筋高温抗拉性能数值模拟

为研究装配式建筑结构中钢筋套筒灌浆连接节点在火灾条件下的抗拉性能,采用有限元分析软件 ANSYS 计算出在 ISO －834标准升温曲线作用下的钢筋套筒灌浆节点不同时刻的温度场分布。在此温度分布下对套筒内钢筋的端部施加一系列的拉力载荷,利用 ANSYS 进行温度场－结构耦合分析,计算出钢筋套筒灌浆节点不同拉力载荷作用下的耐火时间,以确定耐火时间－荷载关系曲线。 ANSYS模拟出的常温下钢筋套筒灌浆连接节点的极限承载力与实际情况相吻合,破坏时套筒内钢筋端部屈服,极限承载力接近钢筋的屈服极限。     

三峡升船机塔柱联系梁三维有限元内力计算

 三峡垂直升船机塔柱纵、横向联系梁在塔柱连接以及整体结构联合受力中起着非常关键的作用,梁的配筋设计是塔柱土建结构配筋设计的重要环节。采用三维实体单元对塔柱结构进行静力分析,直接应用有限元结点力计算梁内力,比常见的应力积分法的精度提高1阶,而且避免了角点应力奇异性带来的误差。该方法基于MARC软件二次开发,不需要编制有限元计算程序,操作简单,编程容易,是三维实体单元计算梁结构内力的实用方法。同时,针对升船机塔柱联系梁数量多、工况复杂的特点,提出从数据准备、内力提取、拉力计算到应力成果显示的程序自动化操作方法,大大减少了人工工作量。     

各向异性岩体中岩锚吊车梁分析

 根据层状各向异性岩体中岩锚吊车梁的受力特点，提出了岩锚吊车梁设计的基本方法即有限元计算法。采用三维弹塑性有限元对施工期、运行期吊车梁及围岩的应力、变形、稳定性进行了分析计算，并根据锚杆的“承拱悬吊”机理和三维有限元计算的特点，采用了隐式杆单元对吊车梁的悬吊锚杆进行分析计算。通过对工程实例的分析计算，论证了有限元法能较好地反映层状各向异性岩体中岩锚吊车梁的受力特点；为各向异性岩体中的岩锚吊车梁的计算提供了一种有效的分析方法。     

由温度引起的静定钢——混凝土板结合梁中剪力钉的受力

利用非线性有限元分析，计算温度效应引起的钢－混凝土板结合梁的剪力钉承受的剪力和上拨力，文章对其结果进行了讨论，认为当结合梁刚度较大时，应注意温度效应引起的剪力和上拨力。     

基于埋置梁广义位移法的桩基拱式渡槽受力分析

桩基拱式渡槽包含梁柱与块体结构,采用有限元分析时应分别采用梁单元与等参单元离散,存在梁单元与等参单元之间转角位移协调问题。从梁单元节点作为主节点的广义位移公式出发,建立了梁单元节点作为从节点时其转动位移与所埋置等参单元节点位移之间的埋置梁广义位移表达式。通过设置不同的网格尺寸和单元刚度,研究了梁单元与等参单元之间采用主从或从主广义位移模式对桩基上拱式渡槽结构分析的适用性,并将分析结论应用于某拱式渡槽的受力分析。研究结果表明,在保证计算精度的前提下,埋置梁广义位移法有效提高了计算效率,可用于梁板柱与块体结构的相互作用分析。