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。     

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。     

大体积非杆系混凝土承载板的配筋

以实际工程为背景,采用模拟施工法和叠合梁法计算大体积非杆系混凝土承载板的应力,讨论两种方法所得结果的区别及不同弹性模量随时间变化的计算公式对计算结果的影响,再按应力图形法进行承载力配筋,并采用钢筋混凝土有限元法进行裂缝验算。计算结果表明:采用模拟施工法计算时,不同弹性模量随时间变化的计算公式对最大主拉应力与关键截面的主拉应力影响不大;虽然模拟施工法得到的拉应力最大值大于叠合梁法,但两者所得应力分布规律相同,关键截面的主拉应力和承载力所需的配筋量相近;按应力图形法所配钢筋能满足裂缝宽度的要求;大体积非杆系混凝土承载板的配筋设计可采用简单的叠合梁法计算应力分布,按应力图形法配筋,除特别重要的结构外一般可不用钢筋混凝土有限元法进行裂缝宽度计算。     

钢筋混凝土矩形梁的优化设计(PC——1500计算机程序)

在钢筋混凝土矩形梁的设计中,设计变量有梁宽、梁的下部纵筋,左、右端的上部纵筋及箍筋的配筋量等。这些变量均受正弯矩应力左右端负弯矩应力及最大剪应力等条件的约束,各变量之间,是互相联系和互相制约的。例如,当梁的截面形式(高宽比)选定时,配筋越少,梁的宽度越大,配筋越多,梁的宽度就越小。如何在给定的各种约束条件下,选择各设计变量的数值,如何使梁的     

老挝南塔河1#水电站引水隧洞进水塔三维有限元配筋计算

利用有限元软件ANSYS,依据《水工混凝土结构设计规范》(DL/T-2009)中非杆件体系钢筋混凝土的配筋计算原则,对老挝南塔河1#水电站引水隧洞进水塔进行三维有限元计算,对各工况下结构的位移和应力进行了分析。同时根据有限元计算的截面应力图形,对结构受拉部位进行了配筋计算,按弹性受拉应力图形配置钢筋。为结构施工图设计提供了依据。     

植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究

通过开展植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究,分析了植筋技术加固前后格梁随着荷载的增加,内力和弯矩的变化情况,结果表明:滑坡推力作用在植筋层和格梁复合体上时,二者并不是同时受力,植筋层先于格梁受力,植筋层所承受的荷载分担比约为78%;经过植筋技术加固缺陷格梁后,配筋受力得到改善,加固后配筋最大应力比加固前降低了36.5%;植筋技术加固后缺陷格梁弯矩明显降低,为加固前的20%～30%,说明植筋技术加固缺陷格梁效果显著。     

水工钢筋混凝土深受弯构件正截面承载力计算方法

在国内外混凝土结构设计规范中,梁与深梁的正截面受弯承载力计界公式互不衔接。根据跨高比l_0/h<5的147根简支梁和18根连续梁的试验资料,研究了梁弯曲后的受力特性和破坏机理,得出了影响梁正截面承载力的主要因素是配筋特征值ξ和跨高比l_0/h的结论:提出了梁受弯承载力的统一计算公式,解决了普通梁和深梁设计计算公式不相衔接的问题,并进行了可靠度分析。     

基于CAD/CAE有限元计算软件的某引水隧洞钢筋混凝土结构分析

利用CAD/CAE有限元计算软件，建立了某水库工程引水隧洞的三维模型，依据《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008）中非杆件体系钢筋混凝土的配筋计算原则，分析各部分结构的受力情况及工作状态。同时根据有限元计算的截面应力图形，利用该软件的三维配筋模块，按弹性受拉应力图形为引水隧洞受拉部位进行配筋计算。对结果进行对比分析表明：使用CAD/CAE有限元计算软件进行快速建模和三维配筋，能够较真实地模拟结构的实际受力状态，明确应力分布区域，实现结构应力及配筋计算；其计算结果可靠，过程简单明了，避免了用结构力学法计算时出现内力显著集中的缺点，能够有效地为实际工程设计、施工提供帮助。     

圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度试验研究

对大偏心受压、受弯、大偏心受拉、小偏心受拉和轴心受拉圆形截面钢筋混凝土试件进行了试验，测定了不同荷载下的钢筋应变、裂缝宽度、裂缝宽度-荷载曲线和钢筋应力-荷载曲线，研究了各种试件的裂缝发展规律．结果表明，各种试件的裂缝发展规律基本一致，即荷载很小时不出现裂缝；从混凝土出现第一条裂缝到钢筋屈服，裂缝宽度随荷载基本呈线性增长；钢筋屈服后，裂缝随荷载增大而迅速增长．最后对裂缝宽度进行了统计分析，给出裂缝宽度的概率分布．     

有限元法在复杂水工结构变形分析及配筋计算中的应用

对于非板、梁、柱及杆系等较为复杂的水工结构,采用有限单元法计算,不仅可适应结构体型以及边界条件的复杂性,而且可以较为准确地得出结构变形情况及内部应力的分布,进而依据应力分布计算截面配筋量。结合夹岩水利枢纽坝后厂房工程实例,建立三维有限元模型,分析了厂房变形特征,并根据应力计算结果分析了结构所需的配筋量。     

基于ANSYS的再生砖粗骨料混凝土梁受弯性能有限元分析

为深入了解再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能,通过ANSYS有限元分析软件,对不同再生砖粗骨料替代率和不同纵向受拉钢筋配筋率的混凝土梁受弯性能进行了模拟分析。结果表明:混凝土梁的有限元计算结果与试验结果吻合较好,有限元数值分析可以有效的模拟再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能;再生砖粗骨料替代率和纵向受拉钢筋配筋率对混凝土梁的极限弯矩与跨中极限挠度影响显著,再生砖粗骨料影响系数k在配筋率为1.01¹.48%范围内时稳定较好。     

负弯矩作用下预应力组合梁的抗弯承载能力研究

为了对预应力加固老化病害混凝土的修复效果进行评价,研究了预应力施加于连续组合梁的负弯矩区的抗弯性能,完成了4根预应力组合梁在反向跨中集中加载下的静载试验。探讨了不同剪力连接程度对预应力组合梁受力性能的影响,分析了梁的荷载-跨中挠度特征,同时建立了弹性和极限承载能力计算式。研究结果表明,完全剪力连接的组合梁的抗弯刚度和承载力大于部分剪力连接组合梁,但刚度和承载力与剪力连接程度并不成正比例关系。通过承载能力计算值与实测值比较,发现两者误差在10%以内,满足工程精度要求。     

苍梧县城区防洪堤抗滑桩非线性有限元分析

苍梧县城区防洪堤主要地段采用钢筋砼箱式堤型、人工挖孔桩基础的设计方案.应用ANSYS有限元分析软件,对桩与土的相互作用进行有限元分析,计算内桩、外桩出现的最大拉应力、弯矩、剪应力及其出现的时间,从而判定防洪堤的稳定性.     

高压引水隧洞的有限元计算

钢筋混凝土高压引水圆型隧洞的设计与计算,其中一个重要的内容是用有限元模型正确模拟地应力,以判断在隧洞开挖后围岩的2次应力场中的应力是否仍大于内水压力在围岩中产生的主拉应力,围岩会不会出现水力劈裂现象?也就是说,要保证运行期间不发生水力劈裂,只有按内水压力作用下的三次应力场中不出现拉应力(或者拉应力远小于围岩的极限抗拉强度)来确定围岩的承载能力方能保证这一点.用变温应力场来模拟地应力能够获得合理的位移与应力计算结果.隧洞混凝土衬体的配筋是由裂缝开展宽度计算确定的.通过模拟钢筋的有限元模型的钢筋工作应力的计算结果来确定混凝土的缝宽,将能够较全面地考虑包括隧洞体型尺寸、围岩弹模与弹性抗力、混凝土标号、衬厚、配筋量以及高压固结灌浆的残余应力等诸因素的影响,合理地确定配筋量.     

薄板有限元在水电站厂房挡水墙设计中的应用

根据挡水墙的受力和结构特点,将其简化为薄板弯曲结构,进而运用薄板有限元对其作结构分析.并运用ANSYS中的板壳单元对挡水墙作了结构分析,得到了用于结构配筋所需的弯矩值;为以后的工程实战提供理论指导.     

钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法

通过对28根深梁的试验研究，探讨了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比等因素对钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的影响，以及达到全截面加入钢纤维对抗裂度增强效果的钢纤维混凝土层厚。试验表明：深梁的抗裂度随钢纤维体积率的增加而增大，当钢纤维体积率ρf=20%时，正截面可提高80%左右，斜截面抗裂度可提高50%左右，当钢纤维混凝土层厚达到深梁高度的0.6倍时，可 达到全截面加入钢纤维对抗裂度的增强效果。提出了与普通钢筋混凝土深梁和钢筋钢纤维混凝土深梁相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的计算公式。     

楔形环管片纵向接头对施工荷载力学响应研究

楔形环管片是盾构隧道曲线段的重要组成部分。以珠海-澳门轻轨某急弯隧道为例,利用ANSYS有限元软件计算了楔形环管片在不同管片幅宽、楔形量、隧道曲率半径、千斤顶压力等条件下管片纵向接头的受力情况,重点分析了管片环间接头的最大正负弯矩。研究结果表明:随着盾构隧道曲线半径减小,正负最大弯矩均增大,不同隧道转弯半径下,管片最大正负弯矩均随接头抗弯刚度的增大而增大;不论正负弯矩,均有管片幅宽越小最大弯矩越大的现象。不同管片幅宽下,管片最大正负弯矩均随接头抗弯刚度的增大而增大;曲线半径为150 m时,最大正弯矩基本随着千斤顶压力呈线性增大的趋势,最大约为1 180 k N·m。研究结果对今后的急弯盾构隧道管片设计有一定的指导意义。     

带横杆多纵梁式矩形渡槽结构内力分析

结合交口灌区总干渠跨相排干沟渡槽设计实例,考虑槽身横向和纵向结构变形协调,横向结构底部弹性支承在各纵梁上,应用实用空间法对带横杆多纵梁式矩形渡槽槽身结构进行内力计算,分析了横杆及主梁刚度对结构内力影响。结果表明:增加横杆使横梁跨中弯矩减少,但使侧肋弯矩增大,横杆使横向结构内力分布更加均匀,常常被称作拉杆的横杆,实际上受到压应力作用;随着纵梁刚度增大,渡槽竖向变形减小,横向结构所受弯矩减小,纵梁的荷载分布不均匀现象减小。所得结论可为同类渡槽结构设计提供参考。