多维应力下混凝土开裂相关应力的计算

在钢筋混凝土非线性有限元分析中，混凝土裂缝计算模型常采用片状裂缝模式，以此模式为基础建立的有限元单元中，混凝土开裂后就应考虑到应力的重分布。就应力重分布对一向受拉，两向受压；两向受拉，一向受压；三向受拉；一向受压，两向受拉；两向受压，一向受拉；三向受压等6种情况作了一般性的计算研究。采用幂函数强度准则，用混凝土的本构关系及Kupfer提出的极限应力计算方法结合20结点有限元方法对释放应力进行计算。得出更一般的应力释放的计算方法，此计算模型比简单的应力释放更接近实际。     

连续配筋混凝土路面荷载应力有限元分析研究

连续配筋混凝土路面(CRCP)为带缝工作,荷载应力、温度应力状况等与其开裂状况相关,初始裂缝状态的变化会影响到后继裂缝的形成和分布,使路面受力机理的理论分析变得更为复杂。为此,论文综合考虑裂缝、钢筋等效、地基等影响因素,采用有限元分析方法分析CRCP荷载应力的分布规律,分析了板宽、板厚与地基模量、混凝土模量、配筋率对CRCP荷载应力的影响,为CRCP的结构设计建立了更为合理的计算方法。     

混凝土坝下游面管轴向应力的计算和试验研究

通过几个电站的有限元计算和仿真材料模型试验成果，分析混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的轴向应力分布规律及其对管壁应力的影响，可作为管壁三维强度分析的依据，并指出在轴向压力和内水压力作用时裂缝更早发生。     

初应力和黏结滑移对钢管混凝土长期变形的影响

利用ANSYS程序建立考虑钢管初始应力、屈服和黏结滑移效应的钢管混凝土长期变形分析三维实体有限元模型.对模型中钢管初始应力和黏结滑移效应模拟方法的正确性进行验证;通过算例系统研究上述3种因素对钢管混凝土收缩徐变变形及应力重分布的影响.结果表明：对收缩徐变后钢管仍处于弹性阶段的钢管混凝土构件,初始应力不会对其应力重分布产生影响;若收缩徐变后钢管屈服,则应力重分布不再发生,但变形速率增加,设计人员需引起重视;钢管混凝土的长期变形计算应根据不同约束条件选择是否考虑黏结滑移效应;其中底部钢管与混凝土全部约束构件的完全黏结假定成立,但对仅约束管内混凝土的构件收缩徐变计算,应考虑其黏结滑移效应.     

地下室侧墙混凝土收缩应力及裂缝的仿真计算

由于施工期地下室侧墙混凝土的收缩受到约束,可能导致墙体开裂。传统的经验公式分析方法难以对裂缝进行较为准确的预测,本文根据混凝土温度场及温度应力的计算原理,通过对两工程地下室侧墙混凝土进行施工期热-结构耦合仿真分析,研究了侧墙各点温度及应力分布规律,提出计算侧墙裂缝位置的方法;探讨了开裂后的有限元计算问题,提出了开裂时的瞬时温度和“等效荷载法”。从仿真结果与实际工程的对比可见,本文较为准确地预测了开裂时间和位置,墙体施工期的应力分布规律也可供工程技术人员参考。     

混凝土在复杂应力状态下的应力—应变关系

非线性材料在复杂应力状态下的应力—应变关系很复杂。笔者在文献[1]中提出了混凝土破坏面的数学模式,本文在此模式的基础上,进一步探讨了混凝土的应力—应变关系,计算结果与9组实验数据相比较,吻合程度较好。     

混凝土坝下游面管轴向应力的计算和试验研究

通过几个电站的有限元计算和仿真材料模型试验成果,分析混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的轴向应力分布规律及其对管壁应力的影响,可作为管壁三维强度分析的依据,并指出在轴向压力和内水压力作用时裂缝更早发生。     

混凝土三铰拱渡槽结构应力分析

应用有限元结构分析程序，对混凝土三铰拱渡槽上部结构进行了计算分析，找出了该类结构应力分布规律。     

考虑地基摩阻作用的CRCP温度应力非线性分析

基于钢筋混凝土黏结滑移及混凝土路面板与地基之间的非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了有限单元法的数值解,分析了降温荷载作用下路面应力和位移的分布规律。讨论了裂缝间距、配筋率和钢筋直径对CRCP的影响。通过对连续配筋混凝土路面结构的温度应力计算,可以看出在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的最大应力呈非线性增加,同时不同的钢筋直径对CRCP的各种应力具有较大的影响。     

泄洪闸闸墩施工期温度场与温度应力分析

利用ANSYS的APDL语言对其进行二次开发,编写了适用于分析闸墩瞬态温度场的命令流。并对某泄洪闸闸墩施工期温度场进行了计算,计算结果与实测结果具有较好的吻合性;结合自编FORTRAN程序,在已有的温度场计算成果的基础上,采用分时段变弹性模量及变应力松弛系数的有限元累计应力计算方法,实现了基于ANSYS软件平台并考虑混凝土收缩变形影响的施工期弹性徐变温度应力场的计算,并分析了闸墩混凝土早期裂缝的分布规律及其形成的原因。     

已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验研究

通过对一根已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验室试验,研究该梁单元在不同荷载工况作用下各个截面的挠度情况和混凝土应变,获得该梁单元的静力承载力情况;同时利用有限元分析软件ANSYS建立预应力混凝上空心板梁单元的有限元模型,分析在不同荷载工况作用下梁截面的挠度和混凝土应变,试验分析结果和理论计算结果进行对比分析,以此进行已服役20年结构的耐久性能评估并对结构整体性能进行评定.     

混凝土三维正交异性次弹性本构模型

根据Ｄａｒｗｉｎ和Ｐｅｃｋｎｏｌｄ提出的“等效单轴应变”根据，在Ｅｌｗｉ和Ｍｕｒｒｙ混凝土三维轴对称模型的基础上，建立了混凝土三维正交异性次弹性本构模型。同时考虑到正交异性模型应用时，在荷载增量的作用下，主应力方向可能会发生改变，提出了三维主应力旋转法则，以跟踪主应力方向，正确计算等效单轴应变。     

钢管混凝土桁梁管内混凝土受压应变状态

利用自制的内埋式混凝土应变计和通用有限元软件,对钢管混凝土桁梁试件受压弦杆管内填充混凝土的应变状态进行研究。试验研究结果表明,在单调加载条件下,自埋式混凝土应变计能准确测读受压弦杆管内混凝土的应变状态;混凝土应变随荷载增大呈双折线增长模式,桁梁试件破坏时混凝土受压应变达到5000με。当采用平面塑性梁单元对钢管混凝土桁梁进行整体分析时,不管弦杆受压还是受拉,管内混凝土均应考虑套箍效应;桁梁受压弦杆管内混凝土纵向应变有限元计算值与实测值吻合良好,桁梁试件破坏时混凝土应变处于高套箍状态。     

钢管混凝土桁梁管内混凝土受压应变状态

利用自制的内埋式混凝土应变计和通用有限元软件,对钢管混凝土桁梁试件受压弦杆管内填充混凝土的应变状态进行研究.试验研究结果表明,在单调加载条件下,自埋式混凝土应变计能准确测读受压弦杆管内混凝土的应变状态;混凝土应变随荷载增大呈双折线增长模式,桁梁试件破坏时混凝土受压应变达到5 000 με.当采用平面塑性梁单元对钢管混凝土桁梁进行整体分析时,不管弦杆受压还是受拉,管内混凝土均应考虑套箍效应;桁梁受压弦杆管内混凝土纵向应变有限元计算值与实测值吻合良好,桁梁试件破坏时混凝土应变处于高套箍状态.     

钢筋混凝土三维轴对称非线性有限元分析

根据Ｄａｒｗｉｎ和Ｐｅｃｋｎｏｌｄ提出的“等效单轴应变”的概念,对Ｅｌｗｉ和Ｍｕｒｒｙ三维轴对称正交异性次弹中１．修正了二维主应力旋转法则,避免了原来法则可能引起的计算结果突变;２．根据试验分析,提出了一个极限应力对应的等效单轴应变计算公式,使有限元计算结果与试验符合较好,在此基础上,编制了钢筋混凝土三维车对称有限元分析程序,对几个试件进行了分析,分析结果表明,改进是合理可行的,可以普遍用于钢筋混     

高强混凝土框架节点非线性有限元分析

混凝土采用等效单轴应变的增量式正交异性分析模型，考虑裂面效应的反复加载本构关系并做了适当的修改。钢筋的应力应变关系中考虑了反复荷载下的Baushinger效应且做了相应的简化。在粘结滑移模型中引用了斜压杆单元和反复荷载下的粘结——滑移关系，并做了局部的变化。在此基础上编制了二维非线性有限元程序，并应用所编程序对四榀高强混凝土框架边节点进行了分析，研究框架节点的滞回曲线、延性、屈服强度、极限强度等性能。结果表明，计算结果与实测结果符合良好。     

三峡工程二期围堰低高防渗心墙方案的有限元分析

用非线性有限元Ｅ～μ模型分析了三峡工程二期围堰低双塑性混凝土心墙方案和高双混凝土心墙方案的变形和应力．比较了堰体填料性质及心墙嵌固深度的影响和各参加单位对低双塑性混凝土心墙方案的计算结果．     

钢筋混凝土结构三维非线性有限元裂缝追踪计算探讨

用有限元法在计算机上对钢筋混凝土结构裂缝的产生与发展进行数值模拟时,有限元模型的选取至关重要,采用不同的有限元模型模拟出来的结果相差较大.本文针对钢筋混凝土结构的裂缝分析,提出了考虑箍筋和受压钢筋作用的三维有限元分析模型,同时引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,对钢筋混凝土结构进行三维非线性有限元应力分析及裂缝开裂过程追踪;并与试验结果进行比较,吻合较好;说明考虑了箍筋作用的有限元模型对钢筋混凝土结构裂缝分析来说是较为合理的有限元模型.     

钢筋混凝土三维非线性有限元分析的复合式模型

本文简要介绍了钢筋混凝土有限元传统模型,提出了三维钢筋混凝土结构非线性有限元分析复合式模型．该模型用不同方法处理计算钢筋混凝土拉区和压区：拉区钢筋采用杆件单元模型,压区钢筋混凝土则采用整体式模型．同时,引人了混凝土非线性本构关系和多轴强度准则．该模型可以适用于大型复杂钢筋混凝土结构的三维非线性有限元分析,并可以进一步实现应力应变全过程、混凝土裂缝等分析,且使用方便．所附算例表明,使用该模型能较好符合试验结果．