基于有限元单元法的混凝土结构配筋方法研究

混凝土结构配筋可以根据应力图形法和内力法两种方法进行配筋。以普通悬臂梁为例,通过有限元方法计算荷载产生的应力,在主拉应力图形配筋法的基础上,通过坐标变换等方式,得到正截面应力图形配筋法。对3种配筋方法进行比较,可以得出用应力图形法所得的配筋量比用内力法所得的结果大,用应力图形配筋法配筋能满承载能力极限状态的要求,且偏于安全,并提出了一些合理化建议。     

水工混凝土结构设计规范应力图形法配筋计算的比较

介绍了水工混凝土结构设计规范中应力图形法的演变过程,对比分析了4种规范配筋计算公式的差异,以承载板、泄洪深孔、升船机上闸首等实际工程为例计算配筋量。计算结果表明:应将SL 191—2008中允许混凝土承担的拉力不宜超过总拉力的30%修正为15%;SL 191—2008修正后,SDJ20—1978计算的配筋量最大,SL 191—2008居中,DL/T5057—2009最小;当承载板、泄洪深孔和升船机上闸首结构按平面问题计算时,DL/T5057—2009和DL/T 5057—1996计算的配筋量相近,最大仅相差4.1%;计算应力场未考虑温度作用时,通常混凝土承担的拉力取零,通过增加配筋量限制裂缝宽度。     

基于边值法和有限单元法的隧洞衬砌结构计算

边值法和有限单元法作为衬砌结构计算的2种主要方法,计算条件和计算结果存在差异。以某引水隧洞为例,首先采用边值法对衬砌结构进行受力分析,得到衬砌结构的应力和位移,之后建立了围岩与衬砌的有限元模型,考虑围岩与衬砌联合承载,采用流固耦合分析,模拟开挖释荷渗流作用下结构的受力变形。结果表明,2种方法计算的衬砌结构变形和内力的变化规律一致,采用有限单元法计算得到的内力值小于边值法;运行工况下,有限单元法计算的结构配筋量也小于边值法。     

混凝土单曲拱坝运营期有限元分析

采用有限单元法对白莲崖水电站碾压混凝土拱坝进行仿真分析,并把计算结果与拱梁分载法、有限元等效应力法的计算结果进行分析比较,指出用有限元法分析拱坝的优势和不足,为有限元法在拱坝设计中应用提供了参考依据。     

三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

水工结构分析的p-型自适应有限单元法研究

本文建立了一种结构分析的实用p型自适应有限元分析方法，研究中针对二维问题，利用勒让德多项式和雅可比多项式构造了阶谱单元的基函数，并利用有限元离散误差估计的基本理论，将p型自适应有限元方法归类为全域升阶方法、单元升阶方法和自由度升阶方法，并给出了具体的实施过程。算例显示了该法的特色与在水工结构分析应用中的潜力。     

有限元法在大体积混凝土结构配筋计算中的应用

对于结构复杂的水工大体积混凝土,无法按杆件结构力学法求得截面内力来配筋;而采用有限元法分析时,直接模拟钢筋不具可操作性。将有限元法的应力积分得到的内力结果应用到非杆系钢筋混凝土的配筋计算公式中,进而可求出配筋量。以观音岩水电站导流底孔坝段及进水塔结构为例,其整体模型结构复杂、体型较大、设计水头较高,采用ANSYS软件建立三维有限元模型,并利用应力计算结果进行了高应力区的配筋计算。计算过程清晰、结果可信度高,供类似工程的设计人员参考和探讨。     

基于ANSYS的结构分析

介绍了ANSYS有限元软件求解结构内力的过程,阐述了其分析应用,并完成了一个重力坝的内力分析。     

钢筋混凝土梁用拉应力图形配筋存在问题的探讨

无论是钢筋混凝土深梁还是普通梁,用主拉应力图形配筋是不合理的,并比用正截面拉应力图形配筋的配筋量大。用正截面拉应力图形配筋的配筋量肯定比用弯矩配筋的配筋量大。对于普通梁,当用分段简单二次曲线逼近任意次数的应力曲线时,增大的幅度在9．3％～33．3％范围内;如果是线性分布应力图形,增大的幅度在23％～50％范围内;对于各类深梁,增大的幅度可能都是50％以上。无论梁的应力曲线偏离线性程度大小,都应该转换成内力,用弯矩计算配筋量。     

水工非杆系结构配筋方法的研究与实践

水工结构大都为厚体非杆系结构,如采用以往的经典钢筋混凝土内力配筋理论,很难满足截面实际应力状态要求,针对水工结构的特点并结合新规范的应力配筋理论,对水工非杆件结构在有限元应力计算的基础上,采用规范的应力配筋方法,符合结构的受力本质,满足结构安全度要求。     

基于有限元法的混凝土重力坝抗滑稳定分析方法

混凝土重力坝抗滑稳定分析方法较常用的方法是抗剪断安全系数法,该方法忽视了坝体与基岩的应力应变关系,使接触面上的阻滑力与滑动力的计算结果存在一定的误差,导致抗滑稳定安全系数存在较大误差。利用有限单元法,在充分考虑坝体所受到的各种荷载及复杂的地质条件下,计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,再利用抗剪断安全系数法对重力坝的抗滑稳定进行计算。得到了更为准确的能反应重力坝抗滑稳定的安全系数。分析结果表明,利用有限元法能够准确计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,为重力坝抗滑稳定分析及评价提供了可靠依据。     

预应力轻骨料混凝土叠合板非线性有限元分析

对普通混凝土叠合板进行改进,即预制构件采用轻骨料混凝土,后浇混凝土仍然采用普通混凝土,形成了本文的轻骨料混凝土叠合板,其充分的利用了轻骨料混凝土自重轻及普通混凝土受压性能好的特点。在实验的基础上,采用有限单元法分析该板的力学特性,并将分析结果和实验结果进行比较,二者吻合较好,进一步证明该叠合板具有优良性能。     

CFRP与钢板加固RC梁滞回性能有限元分析研究

采用ANSYS有限元分析软件,通过模拟低周反复荷载试验,分别对1根CFRP加固RC梁和1根钢板加固RC梁的抗震性能进行了探究。研究表明：建立合理的有限元分析模型,采取合理的求解策略,可以得出较好的滞回曲线图形,从而证实了钢板加固RC梁比CFRP加固的RC梁的抗震性能优良的结论。     

有限元模拟FRP筋混凝土双向板的冲切过程

为了探索运用有限元分析法研究集中荷载作用下纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)筋混凝土双向板的冲切受力性能的可行性,运用ANSYS软件建立了FRP筋混凝土双向板的有限元模型,并模拟了FRP筋混凝土双向板在集中荷载作用下从加载开始到发生冲切破坏的整个受力过程,得到了FRP筋混凝土板ANSYS分析的荷载-挠度(P-w)曲线,并将其与偏置集中荷载作用下FRP筋混凝土双向板的冲切试验研究所得P-w曲线进行对比分析。对比成果表明:ANSYS分析P-w曲线与试验P-w曲线吻合较好,在研究FRP筋混凝土双向板的冲切破坏机理时,运用ANSYS软件模拟分析替代部分冲切试验研究是行之有效的新途径。对FRP筋混凝土双向板冲切受力过程的P-w曲线进行分析,得知集中荷载作用下FRP筋混凝土双向板的破坏是发生在板局部的脆性破坏,混凝土强度、筋材、配筋率、荷载位置等因素是影响P-w曲线形状、最高点、曲线斜率的主要因素。     

五强溪船闸一闸室混凝土结构配筋计算简

五强溪一闸室混凝土结构根据材料力学和有限元法两种方法进行配筋计算。由材料力学法对两侧墙进行计算,结果说明闸墙底部的配筋略有不足;其他部位需用有限单元法计算,计算结果说明所选截面中某些断面配筋不足。     

三维界面裂缝应力强度因子的杂交元计算方法研究

利用弹性力学放松连续性要求的变分原理，建立了求解三维界面裂缝问题杂交元计算模型，并通过采用杂交无法计算了三维界面裂缝应力强度因子，为三维界面裂缝的实验研究提供了必要的理论依据。     

基于三维有限元的防洪闸底板内力计算方法研究

随着防洪闸等水利工程趋向于大型化与复杂化,传统方法很难准确计算大体积复杂混凝土结构截面应力应变状态。针对上述问题,根据某防洪闸工程实例,利用Midas GTS NX软件建立了防洪闸及其附属结构的三维有限元模型,模拟分析了不同工况下防洪闸闸室底板变形特征。结合基于文克勒地基梁的基床系数法和基于应力积分方法的三维有限元法,对比研究了防洪闸底板内力特性,发现基于应力积分的三维有限元法能够很好地模拟实际工程结构的受力特性,而基床系数法由于忽略了边荷载作用,低估了底板的最大负弯矩;利用三维有限元模型进一步探究不同范围边荷载单独作用下闸室底板结构变形特征与内力特性,结果表明闸室水压力和相邻闸室结构荷载的影响最大,在实际计算中垂直水流向1.5倍基础宽度范围内边荷载作用应重点考虑。     

某混凝土拱坝三维非线性有限元分析

拱坝结构中混凝土处于多维受力状态,由于混凝土早期裂缝、内部缺陷、材料非线性等因素,必然导致混凝土结构的非线性反映。文中应用多轴强度准则,对某拱坝进行三维非线性有限元仿真分析,得出其应力位移规律、极限承载力,为该拱坝的设计提供了参考。     

导流洞进口闸室有限元分析及应力配筋

为研究应力配筋在闸室上的应用,对某电站导流洞进口闸室进行了三维有限元计算.有限元计算采用ANSYS软件,建立完整的闸室及地基模型,详细分析了闸室在三种工况下的应力和位移.选取三种工况下闸室主拉应力最大的工况来进行配筋计算,分别在顶板、边墙和底板上选取受力方向上拉应力最大的断面,根据断面上节点最大拉应力值计算受力方向的配...