论马鞍壳板纵横裂纹的处理方法及壳板改进设想

论马鞍壳板纵横裂纹的处理方法及壳板改进设想李成宏（柳州铁路局第一建筑工程段技术科）１．前言马鞍壳板学名为负高斯曲面板．１９６２年在国外问世。国内浙江、广西等地率先引进，发展迅速。仅以柳州铁路局为例，自１９７５年引进以来．由我段施工的壳板面积已超过了１...     

马鞍板的工程应用

介绍了马鞍板的工作原理及其结构的优、缺点,并与传统屋面进行了分析比较,阐述了马鞍板在使用过程中存在的问题,并分析了其原因,探讨了马鞍板的可用性及其发展意义,以使该新型屋面结构得到更好的发展。     

马鞍板结构承载性能的有限元分析

自从马鞍板结构产生以来,由于该构件具有良好的力学性能并便于工业化生产,因此得到了广泛应用。为了研究马鞍板结构的承载性能,本文选择适用于结构分析的八节点六面体Solid65单元模型对马鞍板结构进行ANSYS有限元分析,采用能反映混凝土开裂和压溃的非线性随动强化模型作为混凝土本构关系曲线。分析模型中的预应力钢绞线选择可以用来模拟缆索、连杆、弹簧等元件的Link8三维杆单元,采用预应力钢绞线与混凝土之间无相对滑移作为位移协调关系。计算结果表明:马鞍板结构承受载荷主要由纵向的薄膜力来承担且纵向弯矩作用很小,马鞍板在均布荷载作用下挠度较小,托座使马鞍板在纵向产生部分拉力。本文结论可以为马鞍板结构设计提供重要的参考依据。     

预应力混凝土双T板结构性能检测试验与数值分析研究

为研究预应力混凝土双T板在实际工程中的受力变形情况,按照受弯预制构件结构性能检验的要求,进行了现场结构性能试验,得到了荷载-跨中挠度曲线。利用有限元分析软件ABAQUS模拟现场试验,探究了双T板变形发展的全过程。将有限元数值模拟得到的荷载-跨中挠度曲线与试验值进行比较,结果表明：有限元计算的荷载-跨中挠度曲线在弹性阶段与试验值基本吻合,该有限元模拟方法较可靠。在有限条件下,数值模拟的方法可以作为双T板结构性能检测的补充。     

球壳三维定常风场数值模拟

选用Realizableκ-ε和RNGκ-ε两种湍流模型对大气边界层中球壳的定常风流场进行了数值模拟,并将计算结果与风洞试验进行了比较。结果表明,Realizableκ-ε模型和RNGκ-ε模型均能为工程应用提供有效的参考,并可以在一定程度上对荷载规范进行补充。对于球壳,数值模拟的精度基本可以达到工程应用的要求。这为空间曲面钝体绕流现象的数值模拟提供了依据。比较而言,RNGκ-ε模型的计算结果更为合理。     

30m跨预应力混凝土双曲抛物面壳板结构设计

预应力混凝土双曲抛物面壳板,俗称马鞍形板,其曲面方程式为Z=fx·x2a2-fy·y2b2,该板曲面由两组直母线组成,预应力钢筋呈交叉直线张拉,推广应用于中大型厂房屋盖结构中。在此以30 m长度壳板的结构设计为例,按现行规范和工程实践经验,对原标准设计作了一些修正：正截面承载力计算采用规范方法,将截面高度划分为10 mm的有限多个混凝土单元,正常使用极限状态验算按二级裂缝控制等级σck-σpc≤ftk,预应力钢筋采用1×3S10.8钢绞线和C40、C50混凝土,壳板按长度分为12、15、18、21、24、27、30 m七种类型。     

"凯威特-联方"马鞍型网壳静动力分析

在参数化设计快速建模的基础上,采用ANSYS软件分析了杂交型"凯威特-联方"马鞍型网壳在不同结构参数下的静力和动力性能.运用时程分析法对"凯威特-联方"马鞍型网壳进行地震响应分析,通过分析杆件和节点最大内力及位移时程响应曲线,得到结构内力与位移的分布规律.结果 表明:在矢高f、环向区域份数Kn和径向节点圈数Nx一定的情况下,上部结构径向圈数Ns与Nx的比值Ns/Nx接近0.8时网壳结构的整体挠度最小;跨度S与结构整体挠度和最大水平支座反力均成正比;在地震作用下网壳结构没有出现强度破坏,这为网壳结构选型优化和实际工程抗震设计提供了理论依据.     

"凯威特-联方"马鞍型网壳静动力分析

在参数化设计快速建模的基础上,采用ANSYS软件分析了杂交型"凯威特-联方"马鞍型网壳在不同结构参数下的静力和动力性能.运用时程分析法对"凯威特-联方"马鞍型网壳进行地震响应分析,通过分析杆件和节点最大内力及位移时程响应曲线,得到结构内力与位移的分布规律.结果 表明:在矢高f、环向区域份数Kn和径向节点圈数Nx一定的情况下,上部结构径向圈数Ns与Nx的比值Ns/Nx接近0.8时网壳结构的整体挠度最小;跨度S与结构整体挠度和最大水平支座反力均成正比;在地震作用下网壳结构没有出现强度破坏,这为网壳结构选型优化和实际工程抗震设计提供了理论依据.     

混凝土薄壳结构有限元数值模拟

结合混凝土薄壳结构在某实际工程中的应用,采用通用的结构分析软件ANSYS对混凝土薄壳结构进行了数值模拟,主要分析了壳体受各种荷载、地震作用以及组合工况下的内力计算,最终得出了壳体结构受力性能合理、刚度较大等结论。     

基于有限元分析的预应力混凝土箱梁弯曲性能数值模拟

为了提升预应力混凝土箱梁施工质量,选取某桥梁工程作为试验区域,提出基于有限元分析的预应力混凝土箱梁弯曲性能数值模拟方法。首先利用有限元分析方法构建预应力混凝土箱梁弯曲模型,确定桥梁箱梁截面结构;其次,按照模型模拟出箱梁的顶板、腹板以及底板,分析箱梁的刚度情况;最后,在模型中利用关键点,找出模拟数值的对应规律,简化数值模拟过程,提高箱梁性能分析精度。结果表明,预应力混凝土箱梁弯曲性能数值模拟结果与实际值误差较小,分析效果较好。使用有限元分析方法分析预应力混凝土箱梁弯曲性能更加精准,数值模拟效果更佳,对于提升预应力混凝土箱梁施工质量具有重要意义。     

用于连续体与非连续体共存转化计算的质点元方法

为了进行建筑结构倒塌全过程的力学模拟,针对建筑结构倒塌数值模拟梁壳单元几何、材料、接触三重非线性且连续体向非连续体转化的动力计算问题,提出了显式有限元与离散元的统一模型“质点元方法”,该方法通过定义广义连接模型、构造连接模型转化法则和建立接触碰撞算法,将显式有限元与离散元统一于相同的计算框架之下,较好地继承了有限元的单元技术、本构技术以及离散元的非连续体计算能力,具有效率优先、精度可调的特点。通过某框架剪力墙结构计算表明,质点元方法能够用于建筑结构倒塌的连续体与非连续体共存及转化的强非线性动力计算。     

预应力混凝土构件预应力状况的有限元仿真

针对预应力混凝土结构在不同阶段的应力状况,采用大型有限元分析软件进行了模拟仿真,介绍了预应力混凝土模型建立的思路,通过对仿真结果进行分析,得出了一些有益的结论,为今后工程施工和结构设计提供了一定指导。     

预应力混凝土管桩实测与数值模拟优化对比分析

预应力混凝土管桩由于具有施工速度快、施工安全等优势已在软弱土地区被广泛使用。本文结合具体工程,针对地基中桩土相互作用的原理,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入库仑-摩尔模型,利用FLAC-3D软件对预应力混凝土管桩在竖向荷载下的沉降变化进行模拟,将模拟计算结果与现场静载试验结果进行对比,并模拟不同桩长、不同桩径对桩基沉降的影响,得出桩的最优设计。本文分析方法和结论可为类似工程设计和施工提供依据,便于工程应用。     

Ultimate strength of large scale reinforced concrete thin shell structures

This paper presents ultimate behavior of large scale reinforced concrete shell structures: hyperbolic cooling tower shell and hyperbolic paraboloid (HP) saddle shell. Both geometrical and material nonlinearities were considered in the analysis. To investigate the influence of concrete tension cracks on the structural behavior, the smeared crack model having the capability of representing double crack and crack rotation was used in the analysis. The biaxial stress state in shells is represented by the improved work-hardening plasticity concrete model, where the ductility increase phenomenon can be depicted. The load-displacement relationship, stress fields, occurrence and propagation of cracks in concrete and steel yield patterns are presented. Due to the factors such as modification in plasticity model, stiffness contribution in the doubly cracked elements, the model predicts a more ductile behavior than the results reported in the current literature. The failure of cooling tower shell seems to occur due to local yielding of meridional reinforcement in the windward meridian. In the case of HP saddle shell, structural instability occurs due to severe tension cracks in the shell part before yielding of reinforcement could occur.     

抗滑桩滑坡治理工程数值模拟研究

应用有限元数值模拟方法 ,对采用抗滑桩进行某黄土滑坡体的滑坡治理效果进行研究 .数值模拟过程中 ,岩土采用非线性材料模拟 ,抗滑桩采用线弹性材料模拟 ,滑动面采用一系列接触单元模拟 .通过对治理前后岩体的位移场和应力场的比较分析 ,认为 :1采用抗滑桩进行黄土滑坡治理是完全有效的 ;2采用人工排降水措施 ,对减缓滑坡体的下滑和降低抗滑桩的受力很有帮助 ;3相邻两抗滑桩形成一个明显的拱支撑 ,使得滑体的下滑位移被抑制 ;4垂直于抗滑桩轴线的各个剖面的应力分布完全相同 ,说明各个抗滑桩提供相同的抵抗力 ,也说明用平面应力模型进行抗滑桩力学分析完全可行     

基于ANSYS的网壳结构屈曲数值分析

介绍了网壳结构的发展和特点,分析了网壳结构的计算方法,基于大型有限元软件ANSYS对单层网壳进行了屈曲分析,给出了具体结论,为工程结构设计与监测提供了理论依据。     

蒙特卡罗法在混凝土数值模拟中的应用

概述了混凝土结构层次观点,介绍了混凝土数值模拟方法及蒙特卡罗方法,重点讨论了蒙特卡罗法在混凝土细观层次上数值模拟的应用,分析了随机数产生的原理,详述了蒙特卡罗法建立随机骨料模型的过程,总结了蒙特卡罗法应用于模拟随机骨料结构的有效性。     

新型预应力实心方桩抗裂试验有限元分析

介绍了预应力实心方桩的抗裂试验,采用有限元ANSYS软件分析了预应力实心方桩的裂缝发展和最终钢筋和混凝土的应力、应变以及挠度,验证了预应力实心方桩抗裂试验进行非线性分析的可行性,并结合预应力管桩、空心方桩进行了非线性数值分析,以研究在相同桩径条件下,不同桩型对钢筋混凝土预制桩的抗裂性能的影响,得出了预应力实心方桩的自身优势。