南水北调涵洞式矩形渡槽运营期有限元仿真分析

采用结构优化设计方法,借助三维有限元分析软件ANSYS,针对大型涵洞式矩形渡槽结构方案,建立了渡槽的有限元模型,考虑了渡槽在运营过程中的10种工况组合,通过计算和实验数据进行分析,对比这些方案和模型的原理、方法、结果及其在实际工程应用中存在的问题,得出不同过水量下槽体结构应力及位移的变化规律等结论,计算结果具有较好的精度,满足工程要求,为同类预应力矩形渡槽的设计提供理论依据和指导。     

沙河预应力矩形渡槽运营期有限元仿真分析

采用通用的有限元计算软件,对沙河预应力矩形渡槽进行了三维有限元分析。考虑了渡槽在运营过程中的8种组合工况,得出了渡槽结构中应力和位移的分布规律。为预应力矩形渡槽运营期的设计提供了一定的理沧依据。     

南水北调总干渠索河渡槽结构有限元分析

索河涵洞式渡槽是南水北调中线工程的主要跨河建筑物之一，由上部槽身和下部涵洞构成，上部渡槽为双槽，单槽断面为矩形，下部涵洞为箱形。为确保工程的安全和结构的优化设计，用ANSYS程序对其结构进行三维静力分析，并用平面模型对此进行了进一步分析比较，结论认为：该渡槽结构有足够的强度；空间三维模型可以很好地模拟结构受力情况，是比较合理的分析模型，     

U形和矩形渡槽温度应力对比分析

目前国内对渡槽结构的温度应力分析较少,大部分温度分析借鉴于箱形梁桥的温度应力分析方法,但二者有较大的不同.结合U形和矩形渡槽的实际模型,采用三维有限元方法仿真分析了渡槽运行期温度场和应力场.结果表明:U形渡槽和矩形渡槽温度应力大体相当,U形渡槽最大应力产生在横截面方向,矩形渡槽最大应力产生在竖直向,冬季工况比夏季工况危险,应防止渡槽开裂.     

BIM环境下的多向预应力渡槽智能施工

鄂北水资源配置工程七方渡槽为多向预应力渡槽,在其建设过程中,采用BIM技术建立渡槽结构的全尺寸、高精度三维模型,然后将渡槽结构、模板加固体系等三维模型进行碰撞检查,及时发现设计图纸的问题,避免了后期模板制作返工影响工程进度,提高了工程质量。从BIM建模、碰撞检查、有限元受力分析、预应力构件定位、施工工艺优化等方面,详细介绍了BIM在预应力渡槽施工中的应用,可为类似工程提供借鉴。     

恰克拉克渡槽结构静力分析

对恰克拉克跨河渡槽结构特性进行了三维有限元分析,给出了静力分析结果:渡槽纵、横、竖向应力分布和竖向剪应力分布、跨中和悬臂端槽底竖向位移,分析其受力性能。计算结果表明渡槽结构应力、变形满足设计要求,为工程实践提供依据和指导建议。     

大型预应力混凝土箱形渡槽结构三维有限元分析

结合南水北调中线工程中大型预应力混凝土箱形渡槽的结构设计,采用三维有限元技术对其受力性能进行了分析探讨。依此,证明所采用的渡槽结构型式及尺寸,预应力筋的布置方案是合理的。渡槽结构应力、变形满足规范要求。     

大型矩形渡槽全程动态跟踪分析

采用大型有限元软件ANSYS,以双洎河矩形渡槽为研究对象,对其整体结构在施工期与运营期的应力、位移情况进行了分析,得出了槽身混凝土材料在不同受力阶段的力学行为变化规律,为今后类似渡槽的设计和施工提供了理论依据。     

矩形渡槽施工期温度与应力模拟分析

结合某矩形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场.结果表明:矩形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场;应力主要由内外部约束共同引起,应力值较大,应引起足够重视.     

U形和矩形混凝土渡槽温度应力对比分析

通过热-结构顺序耦合、三维有限元分析表明,U形和矩形渡槽温度应力大体相当,对于U形渡槽应注意横向应力,对于矩形渡槽应注意竖向应力.冬季工况下应采取适当的保温措施,注意应力超标,避免裂缝发生.     

乐滩水库引水灌区北干渠能容渡槽结构计算研究

能容渡槽是乐滩水库引水灌区北干渠渠首关键建筑物,其特点是输水流量大,跨度大。论述了利用MIDAS有限元软件对渡槽进行结构静力分析,拟定预应力渡槽结构形式、预应力钢束布置及普通钢筋配筋,为工程施工图设计提供理论基础和设计依据。     

预应力排水渡槽横梁和侧肋优化分析

结合南水北调中线工程预应力排水渡槽结构设计，应用ANSYS优化工具箱，对渡槽横梁和侧肋结构进行优化．得出了横梁和侧肋设计参数的近似最优值，为此类渡槽结构设计及实体模型有限元优化提供了参考依据。     

引滦入唐工程某渡槽裂缝成因及对策分析

针对引滦入唐工程中某渡槽的开裂情况，从渡槽的两个使用状态入手进行分析，考虑按旧规范计算对设计造成的误差，采用大型有限元分析程序分析了渡槽各种工况的运行情况，并根据使用情况分析了开裂原因，提出了加固意见和同类渡槽设计的建议。     

截面应力内力相互转化的初步研究

渡槽等水工建筑物的三维有限元力学分析结果为应力形式,不能直接用来进行配筋设计,研究应力内力相互转化的方法,通过对梁的边界条件、应力特点的研究,得出了适用于一般情况的转化公式,编制了转化程序,经典题目和工程实例验证了方法的可行性。     

地质变化对大型预应力混凝土倒虹吸结构受力影响的分析

 结合南水北调中线工程河北段南沙河预应力混凝土倒虹吸结构的设计,采用有限元分析方法,研究了各种设计工况下地基条件变化对倒虹吸结构的受力性能影响规律。结果表明：地基不均匀对倒虹吸结构整体在正常使用阶段的受力状态具有较大影响,采用换填土方式改善地基均匀性对改善倒虹吸结构整体受力性能特别是底板受力状态具有显著作用。     

混凝土拱坝设计应力控制标准的研究

现行混凝土拱坝设计规范中存在一些不尽合理的条文规定,如应力控制标准中安全系数值与建筑物的级别无关,坝体应力分析方法只规定了用拱梁分载法.根据国内一些工程实例的应力成果分析和有限元法应用经验,提出了拱梁分载法分析所得的压应力应采用的安全系数值,并且建议有限元法应作为拱坝应力分析的主要方法,也应纳入设计规范,同时提出了其相应的应力控制标准.     

Analysis of Pipe Networks by the Finite Element Method

ABSTRACT

In this paper, the finite element technique used in the analysis and design of water distribution networks will be presented. The method was applied successfully to the solution of three different networks.

In order to demonstrate the feasibility of the approach and to show some merits and demerits of the finite element method, a comparison was made on a digital computer with the standard Hardy Cross method. In all cases the finite element method was shown to provide superior performance.

Moreover, the programmes were run on three different machines [Wang vs 100, Apple IIe, and IBM micro-computer] to show the effect of increasing storage capacity, machine accuracy, and time saving.     

生平记事——从大学四年级学生到中国工程院院士的经历

出生于一个知识分子家庭,1951年以上海交通大学四年级学生的身份到淮河实习,从而参加了我国首批三座混凝土高坝的设计。1957年调至中国水科院后从事混凝土高坝研究,建立了混凝土坝温度应力和温度控制完整的理论体系,我国已在世界上首次建成数座无裂缝的混凝土坝;建立了拱坝优化的数学模型,在世界上首次实现了拱坝体型自动化优化设计,提出了混凝土坝数字监控、有限元等效应力、混凝土坝仿真等一系列新理念和新方法,获广泛应用。共发表论文200篇、著作10本、获国家自然科学奖1项、国家科技进步奖2项、国际大坝会议荣誉会员称号和国家级有突出贡献科技专家称号。曾担任第8、9届全国政协委员、国务院学科评议组成员、1995年当选为中国工程院院士。