钢衬—钢筋混凝土压力管道的非线性有限元分析

本文首先对国外近年来钢筋混凝土非线性有限元方法的研究进展作了述评。文中提供了钢筋混凝土非线性特征的完整本构关系。这些非线性特征包括:混凝土及钢筋的非线性响应;多轴应力状态下混凝土开裂预测;开裂混凝土的裂后特征,包括钢筋暗销作用引起的剪力传递及混凝土张拉硬化现象等。这些本构关系在非线性有限元程序中实现,用于钢衬—钢筋混凝土压力管道的结构分析,包括预测管道的结构响应,裂缝分布及破坏荷载。最后对有限元分析结果与大比例尺模型试验结果及笔者提出的准解析结果作了对照分析。     

钢衬钢筋混凝土压力管道非线性理论研究

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构,其内水压力等荷载由钢衬和外包的钢筋混凝土共同承担.结合工程应用,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点,并从混凝土本构关系模拟(采用非线性弹性模型、弹塑性模型、内时模型、断裂力学模型、流变学模型、损伤力学模型)、混凝土裂缝模拟、钢筋模拟和钢筋与混凝土之间粘结模拟等方面介绍了研究进展情况,指出了进一步研究需要解决的问题.     

《钢衬钢筋混凝土压力管道设计与非线性分析》出版

水利部科技司董哲仁教授所著的《钢衬钢筋混凝土压力管道设计与非线性分析》一书已由中国水利水电出版社出版．水电站钢衬钢筋混凝土压力管道是一种新型结构．该书为这种结构提供了一套完整实用的结构计算方法．首先，阐述了结构布置和设计原则，扼要介绍了结构模型试验概况．在此基础上，该书提出了适用于混凝土开裂前后钢村与钢筋混凝土联合承载的结构计算公式，给出了适用于混凝土开裂后的以正交各向异性材料模型为基础的准解析递推公式．该书还提出了管道结构优化设计方法及求解经济管径的计算机方法．对这种管道温度应力分析方法，该书…     

钢衬钢筋混凝土管道应力分析非线性理论概述

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构 ,结合工程应用 ,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点及进展情况 ,指出了进一步研究需要解决的问题     

三峡水电站坝后钢衬钢筋混凝土压力背管的非线性有限元分析

采用钢筋混凝土非线性有限元方法，对三峡水电站钢衬钢筋混凝压力管道结构进行了计算，求得了各种钢材配置下的荷载效应并进行了相应的分析。     

混凝土受拉软化特性对钢衬钢筋混凝土管道承载性能的影响研究

分别采用课题组试验所得的混凝土软化曲线和混凝土结构设计规范给出的混凝土软化曲线,对三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行非线性有限元计算,将压力管道外围混凝土的裂缝分布、裂缝宽度、钢衬和钢筋的应力状态、管道的极限承载能力等与模型试验成果进行对比分析。研究表明:采用试验所得软化曲线进行有限元计算分析所得背管混凝土的初裂荷载、损伤区域、裂纹条数以及钢材应力与模型试验的结果更为吻合。     

下游坝面式钢衬钢筋混凝土压力管道的受力性态研究

根据模型实验和非线性有限元计算结果，对下游坝面式钢衬钢筋混凝土压力管道结构在各类荷载及其组合下的受力性态进行了分析和总结，提出了此种结构五阶段受力的概念。     

大型引水压力管道轴向应力分析计算研究

过去受条件限制,作钢衬钢筋混凝土压力管道整体计算时,只能简化为均质线性体进行计算。现在通过用大型有限元软件对管道结构作整体三维非线性计算,模拟了钢板、钢筋、混凝土、垫层,研究管道的轴向位移和轴向应力及其管坝结合,对工程设计有重要参考价值。     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

 在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上，采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算，求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析。     

三峡水电站充水保压蜗壳平面非线性分析

采用自编的三维钢筋混凝土非线性有限元程序，对三峡水电站充水保压蜗壳进行了平面非线性分析，分析了钢蜗壳及外围钢筋混凝土的应力变形特性。非线性计算分析表明，在蜗壳进口断面处，虽然外围混凝土较薄，但在设计内水压力、结构自重和设备重量这些荷载组合作用下，蜗壳进口断面混凝土可能不会开裂，因此钢材应力均比较低，结构具有较高的安全度。说明现有配筋方案钢筋用量可能偏多，没有充分发挥钢材的作用，在进一步设计时可以适当优化。     

钢筋混凝土非线性有限元实用化初探

本文采用数理统计中的回归分析方法，进行了钢筋混凝土非线性有限元实用化研究，建立起钢筋混凝土非线性有限元方法与现行规范中极限状态方法的联系，利用现有规范中的承载能力建立起钢筋混凝土非线性有限元方法的安全准则，使钢筋混凝土非线性有限元实用化有据可依.     

长距离输水中混凝土箱涵开裂过程分析

针对混凝土箱涵的开裂问题,采用三维非线性有限元法,对不同的内水压力、配筋率分析了开裂的可能性.开裂准则采用五参数的Willam-Warnke破坏准则.分析结果表明,选用该破坏准则分析箱涵的开裂问题是合理的.     

预应力钢骨超高强混凝土梁抗弯性能非线性分析

为全面了解预应力钢骨超高强混凝土梁的受力性能,采用ANSYS对预应力钢骨超高强混凝土梁在静力荷载作用下的抗弯受力过程进行数值模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明,该模型所得的开裂荷载、极限荷载、钢筋屈服荷载以及荷载位移曲线与试验结果接近,验证了有限元模型的正确性。模型为预应力钢骨混凝土结构的非线性分析提供了一种较为准确的数值模拟方法。     

蒲石河抽水蓄能电站钢筋混凝土岔管有限元计算

结合蒲石河抽水蓄能电站地下引水高压钢筋混凝土岔管实例,利用弹簧简化模型,应用三维有限元非线性计算方法,分析研究了地下钢筋混凝土岔管在充水运行与放空检修工况下,衬砌、钢筋的应力与变形.通过分析计算结果得出衬砌厚度的合理取值,并对衬砌的配筋及最大裂缝宽度进行探讨.     

钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构非线性分析的罚单元法

从罚函数思想出发，应用虚功原理，建立了罚单元法的有限元方程，并将该法与非线性分析相结合，对一实际工程中钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构进行了非线性分析，研究了不同力学模型和不同内压型式对结构内力的不利影响，为结构的合理设计了计算依据。     

基于锈蚀的钢筋混凝土偏心受压板抗力变化规律的初步研究

针对水闸结构受力的典型构件板在运用过程中常存在的钢筋锈蚀问题,采用钢筋混凝土非线性有限元分析理论,建立了考虑钢筋与混凝土黏结滑移力变化的分离式模型,基于通用有限元程序ANSYS11.0平台,根据工程中的典型偏心距e=85 mm,研究了板承载能力极限状态时的抗力与钢筋锈蚀率的关系,初步形成了基于钢筋锈蚀的板抗力计算公式,对水闸安全鉴定、除险加固工作具有一定的参考价值.     

MARC软件在钢筋混凝土结构开裂分析中的应用与二次开发

在大型通用有限元软件MARC提供的数值计算环境和二次开发接口的基础上,引入了混凝土的三折线软化模型,模拟钢筋与混凝土相互作用的双弹簧模型,建立了一个适合于进行钢筋混凝土结构开裂分析的数值模型,将其应用于三峡泄洪坝段深孔的非线性分析中,取得了较好的计算结果。     

黄河积石峡水电站压力管道非线性有限元分析

采用非线性有限元与解析法相结合,对积石峡水电站压力钢衬钢筋混凝土压力管道进行了钢衬厚度和钢筋配置设计,并分析产生裂缝的位置。计算结果表明结构设计合理、安全,满足工程要求。     

柘溪水电站引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构的可靠性分析

柘溪水电站引水隧洞钢筋混凝土衬砌出现开裂 ,本文采用钢筋混凝土非线性随机有限元方法对隧洞钢筋混凝土衬砌结构进行了计算 ,求出了相对应的可靠指标 ,并对结构的可靠性进行了分析。