橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)局部有限元分析的ANSYS二次開發(fā)

1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)局部有限元分析的ANSYS二次開發(fā)姓名：劉艷萍申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：工程力學(xué)指導(dǎo)教師：王乘20050506I 摘 要 隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高局部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況不能通過 目前廣泛采用的等效梁模型計算方法得到為橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計和計算提供更準(zhǔn)確的指導(dǎo)主要有預(yù)應(yīng)力鋼 筋模型的建立以及預(yù)應(yīng)力損失的計算 圍繞這些問題使用耦合位移邊界條件處理鋼筋混凝土 粘結(jié)計算得到鋼筋有效張拉應(yīng)力本文基于ANSYS 的二次開發(fā)工具包括 前處理 前處理包括建立鋼筋混凝土材料庫中間計算包括預(yù)應(yīng)力損失和等效邊界條件的計算 通過實例 預(yù)

2、應(yīng)力鋼筋混凝土IIAbstractWith the rapid progress of our countrys economy and peoples living standard, the technology of bridge engineering has taken significant development and got a brand new situation. But, the equivalent beam model is not available the stress of the complicated structures in partial. The

3、refore, the three-dimensional model is put forward in which the pres-stress steel can be modeled. The more effective advice can be brought forward for the reinforced concrete structures design and calculate.Many problems should be taken into consideration during the solution of bridge structures, in

4、cluding create steel model, calculate pre-stress loss, disposal of the bond between concrete and steel bar, equivalent loads and crack. In order to solve the above problems, the concrete structures and steel bars in FEA model are created separately; the parameters of steel shape are gained by the lo

5、cation of nodes and the radius of flexure curvature; the couple boundary conditions are used to simulate the bond of concrete and steel bar; the boundary load is calculated using statistic equivalent principle and the effective stress of steel bar is obtained by loss formula which is also simulated

6、by temperature load.So, a module for local stress analysis of pre-stressed reinforcement concrete in bridge structures has been developed. Using the user-programming toolkits of ANSYS, Access, Visual C+ and Visual Fortran, It can be classified into three parts: preprocessing, calculating and post pr

7、ocessing. In the preprocessing part the pre-stressed reinforcement concrete model is parametrically constructed, and the corresponding material base and the bond between concrete and steel bar are also developed. With the module both the pre-stress loss and the boundary load can be automatically cal

8、culated and the results are analyzed by the processor of ANSYS.Finally, it is shown from the example result, that the method is efficient.Keywords: pre-stress reinforced concrete, ANSYS secondary development, VC+獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果本論文不包含任何其他個人或 集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本

9、人承擔(dān) 劉艷萍日期使用學(xué)位論文的規(guī)定 允許論文被查閱和借閱可以采用影印 王乘 日期 2005 年 5 月 6 日11 緒論1.1 課題研究背景 經(jīng)濟要發(fā)展近20多年來千里江面上的座座跨江大橋以及特大跨度與深水基礎(chǔ)的海灣海峽天塹變通達 而且為提高人民群眾的生活 隨著經(jīng)濟的持續(xù)生活方面將發(fā)揮更大作用 如何確保其安全使用并更大程度的發(fā)揮材料的極限這些問題擺在 了我們面前運用最為廣泛的為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 另外 1.2 國內(nèi)外研究近況1.2.1 國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)分析計算發(fā)展近況橋梁鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計往往采用基于大量試驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗公式 也缺乏系統(tǒng)的理論性 2 ÖùºÍ

10、ǽ°åµÈ ²»ÄܽÒʾ½á¹¹ÄÚÁ¦ºÍ±äÐÎÖØ·Ö²¼µÄ¹ý³Ì3ʹÇÅÁº½á¹

11、5;·ÖÎöµÃÒÔÏò³ÌÐò»¯·½Ïò·¢Õ¹ÇÅÁº½á¹¹·ÖÎö½øÈë³ÌÐò»¯¼ÆË

12、7;ÒÔÀ´´Ó¾²Á¦¼ÆËãµ½¶¯Á¦¼ÆËã½ü20年來目前國內(nèi)外較完善的方法通常按照下列三個層次進行計算 7 ÁºËüÄÜ ´ú±íÈ«ÇŵÄÖ÷&

13、#210;ª½á¹¹ÐÐΪµÚ2層 次指在主要構(gòu)件范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)分析 考慮梁段應(yīng)力和橋面作用效應(yīng)如斜拉橋的索梁錨固構(gòu)造計算在上述的第1層次以及第2 層次中但對于T 形梁 箱形梁的縱向剪切效應(yīng)此種計算方法忽略了鋼筋對 截面剛度的影響可使用通用有限元軟件對其進行三維有限元 分析 一方面工作量很大可應(yīng)用通3 用有限元軟件對局部復(fù)雜區(qū)域建立空間三維模型即上述第三層次的計算即局部應(yīng)力分析 ÁíÍâ¸Ö½îµ

14、ÄÔ¤Ó¦Á¦Ëðʧ¼ÆËã½ÏΪ¸´ÔÓ3¼ÆËã»ú¼¼ÊõµÄÍƹãºÍ½á¹¹·ÖÎöÓ

15、;ÐÏÞÔª·¨µÄÓ¦ÓÃÓÉÃÀ¹ú¼ÓÖÝ´óѧ²®¿ËÀû·ÖУµÄK.J.Bathe.E.L.Wilson 和F.E.Peterson 于1970年首先推出結(jié)構(gòu)分析通用程序系統(tǒng) SAP Í

16、;Á½¨ µÈÁìÓòµÃµ½¹ã·ºµÄÓ¦Óà ¸Ã³ÌÐòϵͳ¾-ÀúÁ˶à´Î¸Ä°æ ¿ÉÓ&

17、#195;ÓÚ·ÖÎöÁº ¿Ç ¾²Á¦ÏìÓ¦ ²¢ÄÜÍê³É¼¸ºÎÈçADINA 程序FEM 可用宏語言描述結(jié)構(gòu)世界有限元界著名的ANSYS 公司所研制開發(fā)的ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)電磁ANSYS 軟件就率先在有限元分析中引入了圖形技術(shù)以及交互式操作方式ANSYS 又充

18、分預(yù)計了PC 機的發(fā)展 強大的處理器用戶界面設(shè)計語4 言 準(zhǔn)確的完成橋梁結(jié)構(gòu)受力分析由中交公路規(guī)劃 設(shè)計院負責(zé)展開橋梁結(jié)構(gòu)分析程序化的研究工作同濟大學(xué)組織完成的BCAD 系統(tǒng)中 結(jié)合前后處理組成的橋梁專用綜合程序同濟大學(xué)肖汝城教授主持開發(fā)了“橋梁結(jié)構(gòu)線性 和“彎坡斜橋分析系統(tǒng) ”¸ÃϵͳÍƳöÁËWindows 版本運行于Windows 平臺為橋梁結(jié)構(gòu)分析的程序化做出了貢獻 46ÇÅÁº×¨ Ó

19、95;³ÌÐò½ôÃܽáºÏÇÅÁºÉè¼Æ·ÖÎöÐèÒª »îÔØЧӦµÄ·ÖÎöÒÔ̽Ã÷ ½&

20、#225;¹¹µÄÎȶ¨ÐÔ¼°¶¯Á¦ÐÔÄܸ´ÔÓ µÄ·ÖÎö ÇÅÁº×¨ÓóÌÐòʹÓ÷½±

21、;ã1.3 本文主要工作如1.2 節(jié)所述但 是其針對性不強 但其計算能力較差開發(fā)出一個專用于計算橋梁結(jié)構(gòu)鋼 筋混凝土的程序并可 進行鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失計算51.3.1 橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土有限元計算ANSYS 有限元軟件提供的SOLID65單元通過定義其特有的Concrete element data可模擬混凝土單元的壓碎開裂等特征即單獨建立混凝土模 型以及鋼筋模型橋梁結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力鋼 筋線數(shù)目多 逐一對其進行分析計算 采用一個系統(tǒng)的定義模式可以極大的提高工作人員的效率 其位置不同 使得手工計算預(yù)應(yīng)力損失成了分析人員工作量最大在ANSYS 程序內(nèi)部完成預(yù)應(yīng)力損失的計算 為分析提供了很大

22、的方便鋼筋混凝土之間的 聯(lián)結(jié)力與其相對位移之間的關(guān)系復(fù)雜 所以采用耦合的邊界條件模擬其聯(lián)結(jié)所以只能通過程序查找相匹配的混凝土 節(jié)點進行耦合工程計算中因為ANSYS 核心程序都是由FORTRAN 完成的6多不足Visual C+6.0是應(yīng)用最為廣 泛的一種 在編程能力和方便性方面都有很高的水平使用它可以充分利用具有面向?qū)ο筇匦缘腃+來開發(fā)專業(yè)級的應(yīng)用程序 5Ìṩ¸øÓû§UIDLÉæ¼°µÄ·ÖÎ

23、46;²¿·ÖÉÙһЩUPFs 是三者之間的最強者 復(fù)雜數(shù)據(jù)庫交互UIDLÓû§ÀûÓÃUIDL 可直接在系統(tǒng)菜單中添加用戶的工作菜單由類似于FORTRAN 77的程序設(shè)計語言部分和1000多條ANSYS命令組成函數(shù)循環(huán)與分支甚至可以按照命令建立自己的模型給變量賦值以及調(diào)用另一個宏可以讓用戶輕松自動化工作(循環(huán)是一種高效的參數(shù)化建模手段可直接利用文本編輯器進行命令流的編寫 常用的有以下一些 有限元模型 3ANS

24、YS 運行中執(zhí)行的命令集用戶利用它們從開發(fā)程序源代碼的級別上擴充ANSYS 的功能通過把用戶應(yīng)用程序作為接口程序的子程序或函數(shù) 并調(diào)用其內(nèi)部子程序允許用戶創(chuàng)建ANSYS 可以利用的共享庫 34執(zhí)行用戶命令并將用戶 定制好的宏文件封裝起來 2 系統(tǒng)設(shè)計鋼筋混凝土局部有限元分析軟件的指導(dǎo)思想是研制一個簡單交互式的設(shè)計計算軟件 讓設(shè)計者能夠通過建模得到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布情 況 結(jié)構(gòu)流程對整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析和設(shè)計 一是橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的ANSYS有限元計算 通過定義其損失類型以及損失計算公式定義鋼筋混凝土材料參數(shù) 在此基礎(chǔ)上完成VC 的二次編程 使用UPFs 接口將VC 程序連接到AN

25、SYS 程序中以及編制用戶宏文件等 2前處理數(shù)據(jù)輸入與保存 鋼筋混凝土節(jié)點粘結(jié)處理 7基礎(chǔ)上 將程序劃分為前處理各模塊關(guān)系如圖2-1所示 2.2.1 前處理在ANSYS 有限元軟件中包括混凝土模型以及鋼筋模型鋼筋模型涉及到的數(shù)據(jù)量大 鋼筋線采用導(dǎo)線法定義線型控制參數(shù) 需定義鋼筋以及混凝土的材料屬性規(guī)范定義則由用戶輸入裂縫控制參數(shù)同時把 輸入的數(shù)據(jù)以及計算得到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)保存在程序外數(shù)據(jù)庫文件中前處理操作過程中 2.2.2 計算計算模塊分為預(yù)應(yīng)力計算以及邊界條件等效計算等 圖2-2 中間計算模塊流程圖預(yù)應(yīng)力計算的基本理論和方法等參見第三章是把梁單元輸出的軸力可用材料力學(xué)的處理方法 也可等效為截面的

26、應(yīng)力值 用戶可根據(jù)需要對混凝土模型進行相應(yīng)的處理24 2.2.3 后處理后處理采用ANSYS 的后處理分析器以及混凝土構(gòu)件的裂縫顯示等 3 混凝土結(jié)構(gòu)有限元計算3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有限元計算前處理過程3.1.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元模型在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中基于這一點分離式 分離式模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來處理 通?？珊雎云錂M向抗剪作用 如此處理 在分離式 模型中鋼筋和混凝土之間可以插入聯(lián)結(jié)單元來模擬鋼筋和混凝土之問的粘結(jié)和滑移沒有相對滑移 當(dāng)鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)理想 在組合式模型中 并對截面的應(yīng)變做出某些假定并把單元視為連續(xù)均勻材料11 ½á¹

27、1;±íÃ÷ ÔÚÐèÒª¿¼ÂǸֽîºÍ»ìÄýÍÁÖ®¼äµÄÕ³½áʱ·ÖÀëʽģÐÍÊ

28、99;×îÊÊºÏµÄ ÐèÒª¸ø¶¨²ÄÁϵIJÄÁÏÊôÐÔÔÚ¼ÓÈëÔ¤Ó¦Á¦¸Ö½îºó 表3-1混凝土

29、彈性模量及其設(shè)計強度和標(biāo)準(zhǔn)強度¿É²ÉÓÃ1/6 ½¨ÒéÓû§¸ù¾Ý±í3-1定義材料屬性把混凝土當(dāng)成了一種線彈性的材料ANSYS 程序中允許用戶自定義混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線需要輸入的材料屬性包括彈性模量標(biāo)準(zhǔn)強度可參照規(guī)范給出的數(shù)值MPaIV 級鋼筋冷拉III級鋼筋冷拉5號鋼筋V 級鋼 筋 3.2 空間預(yù)應(yīng)力鋼筋描述及建模在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中另外 當(dāng)折線的分段數(shù)足夠多時描述平面曲線時一般采用導(dǎo)線法

30、復(fù)雜程度大大增加 與導(dǎo)線法相似 在定義導(dǎo)線點時 需要注意的一點是 記錄的導(dǎo)線點的數(shù)據(jù)格式為 其中XR 為該點的曲率半 徑1 1Êý¾Ý·Ö±ðΪ1111(, , ,0X YZ 02 圖3-2曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋分析圖圖3-2中的粗實線為曲線鋼筋線的相應(yīng)數(shù)據(jù) 圖3-3墩頂箱梁懸壁施工腹板預(yù)應(yīng)力鋼束 在Z0Y 平面內(nèi)圖中R 1=800cm 1281.7 3 4 5 其中節(jié)點2的計算如下 圖3-4 節(jié)點2坐標(biāo)值的計算751020.5475.9x = 3-2 ÔÚANSYS程序中創(chuàng)建對應(yīng)

31、的直線段如果大于 ʹÓò¼¶ûÔËËã 3.3 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中引起預(yù)應(yīng)力損失的原因很多 3.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼索與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失1Òò´ËÀ뿪ÕÅÀ-¶ËºóÔ¤Ó¦Á¦¸ÖË÷µ

32、;ÄÔ¤Ó¦Á¦Öð½¥¼õСĦ²ÁËðʧÓÉÁ½²¿·Ö×é³É½Ó´¥²ÄÁÏÖ®¼äµÄÄ

33、;¥×èϵÊý¼°¹ÜµÀÊ©¹¤ÖÊÁ¿17 擦損失 其計算公式為 按表3-3取值按表3-3取值 m¹âÃæ¸Ö½î螺紋鋼筋 預(yù)埋鐵皮管 0.003 0.35 0.40 鋼管抽芯成型 0 0.55 0.60 橡膠管抽芯成型 0.0015 0.55 0.60預(yù)埋波紋管0.00150.15µ

34、1;ÈȺóÕÅ·¨²»¼ÆĦ²ÁÒýÆðµÄËðʧ2½ø¶ø¼ÆËã³öÔ¤Ó¦Á¦Ëðʧ1s 1ÈôÏ

35、;ßÐÔ¼òµ¥¸ù¾Ý¸ø¶¨µÄÀëÉ¢¶ÎÊýy(, x LX Lnum rate =3-518(, z LZ Lnum rate = LX ÓÃÀ´»ñµÃ½Úµã×ø±ê2

36、0;¦µÄÔ¤Ó¦Á¦¸ÖË÷ÀۼƳ¤¶È(1s L 與累計空間包角(1s為 取鋼索中三個離散點并且已知i 點的累計長度為(i s L 求j 點的累計長度( j s L 以及累計空間包角(j s 求j 點的累計長度( j s L 首先j 和k 三點的 x 分別表示為則( 求j 點的累計空間包角( j s 取(1 i 點12i i ii x x x + =12i i ii z z z

37、+= 2i jij x x x += 2i jij z z z +=2j kjk x x x + =2j kjk z z z += ij ij ii m y y = jk jk ijm y y = 3- 10 19cos A = 3-12 3-13鋼筋左端第2點的(2s L 和(2s 以及末端點n 的( n s L 和(n s 3在計算第2 點時ii iy y =314的計算流程可得到(2L 和(2 在計算末端點n 時 3-10jk k z z = 351,2, , i n= L( ( ( i n i s s s = 3-17扣除預(yù)應(yīng)力損失1s 后應(yīng)力曲線的計算進而得到扣除1s 后的有效預(yù)應(yīng)力

38、曲線' SS 和' EE 分 別為假定在左顯然' 'S E = ©C 下面給出C 點位置以及預(yù)應(yīng)力值的計算 20圖3-5 扣除損失1s 后的有效預(yù)應(yīng)力曲線a計算點1i 與i 處兩條應(yīng)力曲線之間的差值分別為1112h l L h h =+ 3-20( (1 1( /i i C s s l L = 點C 點坐標(biāo)為21進而可計算從右端開始累計得C 點累計長度與累計空間包角C 點預(yù)應(yīng)力損失1s 的應(yīng)力比例可由式也可直接內(nèi)插得出3.2.2 考慮反摩阻的錨具變形基本公式此項應(yīng)力損失與錨具的形式及拼裝塊件接縫的涂料有關(guān)可按表3-4定義表3-4 一個錨具變形接縫類型變

39、形形式變形值l 螺帽縫隙每塊后加墊板的縫隙縫隙壓密1 1 鋼絲束的墩頭錨具 錨具變形1 環(huán)銷式錨具 叉型墊板壓密及錨具變形 2 鋼制錐形錨具鋼筋回縮及錨具變形6JM12錨具222假定此項損失在預(yù)應(yīng)力鋼索全長范圍內(nèi)都相等 應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力鋼索與管道壁之間的反摩阻作用 則可以求出預(yù)應(yīng)力鋼索回縮的影響長度扣除反向摩阻力E 點對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼索上點的曲線距離點E 處損失2s 為 ·´Ä¦×èÁ¦ÏàµÈ¸ù¾Ý±äÐ&#

40、206;Ð-µ÷Ìõ¼þ21( ffs l l Yl dl l dl E = 3-28¿ÉÓÃÊÔË㷨ȷ¶¨Ó°Ï쳤¶Èf l23T 的預(yù)應(yīng)力損失大小為E 點的有效預(yù)應(yīng)力2( 2y E E = ¸÷¶¨Î»µã¿

41、;Û³ýÔ¤Ó¦Á¦Ëðʧ1s 后的有效預(yù)應(yīng)力回縮終點的計算 上式實際計算時步驟如下1 3-31 計算下一個小區(qū)域的面積由于10l =' ' 11(1 (1 ( i i i i i ii i S l l =+ 4得到回縮終點在點1j 和j 之間 24ÁîÆäΪk 點 3.3.3 鋼索松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力鋼索在持久不變的載荷作用下應(yīng)力也相應(yīng)降低計算公式如下得到鋼筋的有效控制應(yīng)力為

42、超張拉25125k s s s = ¼ÓÈë¸Ö½îÄ£ÐÍÖÐ 3-40Ϊ¸Ö½îÏßÅòÕÍϵÊýÐèҪת»»³ÉÓÐÏÞÔª&

43、#196;£ÐÍÖжÔÓ¦µ¥ÔªµÄ¿ØÖÆÓ¦Á¦ ²¢½«Õâ ЩÊý¾Ý±£´æÔÚÊý×éÖÐ2µ

44、5;µ½i µãµÄÓÐЧ¿ØÖÆÓ¦Á¦i 3的過程 2j ik += 5將有效控制應(yīng)力轉(zhuǎn)換為溫度載荷通過傳遞使 二者之間的應(yīng)力及變形協(xié)調(diào)鋼 筋與混凝土的粘結(jié)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元法分析有著密切的關(guān)系26 根據(jù)大量的試驗結(jié)果與粘結(jié)機理的分析鋼筋外形特征橫向配筋情況以及混凝土澆注情況有關(guān) 有大量學(xué)者根據(jù)試件的試驗數(shù)據(jù)的拉伸試件在重復(fù)荷載下獲得的粘結(jié)力分布和端部滑移結(jié)果262931001058.5108.5310S

45、S S =××+× S 以cm 計Houde 和Mirza 根據(jù)62根拉伸試件的試驗結(jié)果提出 12' c f 為混凝土抗壓強度以Kgf/cm2計清華大學(xué)滕智明等根據(jù)92個短埋拔出式試件和12個軸拉混凝土試件給出了局部粘著力與滑移關(guān)系公式 23Ϊ ¾Ö²¿Õ³½áÓ¦Á¦ mm( F x Ϊճ½á¸Õ¶È·

46、Ö²¼º¯Êýx Ϊ×î½Ó½üµÄºáÏòÁÑ·ìµÄ¾àÀë則采用L=300mm²¢·´Ó³ÁËÑØL ³¤¶ÈÕ³

47、9;á ¸Õ¶ÈµÄ±ä»¯Çé¿ö27在ANSYS 程序中滑移的關(guān)系可自定義其非線性的剛度 因此在模擬聯(lián)結(jié)時定義COMBIN39 的剛度可根據(jù)粘結(jié)滑移曲線計算 在工程實際中因此本文 將鋼筋和混凝土之間的聯(lián)結(jié)視為理想聯(lián)結(jié) 在混凝土節(jié)點和鋼筋節(jié)點之間建立耦合位移的邊界條件 模型復(fù)雜因此使用ANSYS 內(nèi)部函數(shù)nnear 查找距離鋼筋節(jié)點最近的混凝土節(jié)點 避免混凝土節(jié)點重復(fù)耦合 對節(jié)點進行優(yōu)化刷選這種由于耦合所產(chǎn)生的誤差可忽略不計 混凝土節(jié)點與鋼筋節(jié)

48、點數(shù)目多 用戶直接選定需要耦合的鋼筋線子集合3.6 鋼筋混凝土裂縫計算混凝土結(jié)構(gòu)是帶裂縫工作的 ÁÑ·ìµÄ·¢ÉúÈçΣ¼°½á¹¹µÄ°²È«Ê± »òÀ-Ó¦±ä²»³¬¹ý

49、7;ìÄýÍÁµÄ¼«ÏÞÀ-ÉìÖµ2ѹËéµÄ²ÄÁÏÄ£ÐÍmatnum28可以定義W failure criterionÒ »°ãÀ´ËµSOLID65采用的是William-Warnke 五參數(shù)強度模型Shr

50、Cf-Op 張開裂縫的剪切傳遞系數(shù) ShrCf-Cl閉合裂縫的剪切傳遞系數(shù) UnTensSt 抗拉強度 UnCompSt 單軸抗壓強度 BiCompSt 雙軸抗壓強度 HydroPrs 靜水壓力BiCompSt 在上述靜水壓力下的單軸抗壓強度 UnTensSt 在上述靜水壓力下的雙軸抗壓強度 TenCrFac材料拉裂后的應(yīng)力釋放因子如果不考慮高靜水壓力的情況 一般可設(shè)置偏大一些裂縫的顯示可通過ANSYS 自帶的后處理分析器查看在后處理中可以使用PLCRACK 命令對裂縫進行輸出GUI 29element centroid:單元質(zhì)心默認值方式紅色的圓輪廓標(biāo)識all crack: 三種顏色的圓輪廓

51、標(biāo)識 執(zhí)行該命令后但最終裂紋是閉合的 第二次裂化則顯示一個綠色的圓圈如果 單元內(nèi)任意積分點出現(xiàn)破碎 即八面體符號如果某個 單元超過一個積分點裂化Power Graphics命令不支持該命令的部分內(nèi)容 計算的收斂條件較為苛刻 所以3.7 邊界條件計算 建立鋼筋混凝土有限元模型后 將平面整體分析獲得的梁單元的軸力施加的方法如下得到av N 以及av Q30的加載命令F2¸ù¾Ý²ÄÁÏÁ¦Ñ§ÖÐƽÃæ´&#

52、191;ÍäÇúÁººá½ØÃæÕýÓ¦Á¦µÄ¼ÆË㹫ʽΪºá½ØÃæÉÏÕýÓ¦Á¦z I 為截面慣性矩根據(jù)式 3-47ʹ&#

53、211;Ã*Get 命令得到截面的中心軸位置以及截面慣性矩3.8 ANSYS子集合操作根據(jù)ANSYS 提供的Comp 操作本文程序并提供用戶界面用以選取不 同的集合例 如定義耦合在對 鋼筋模型劃分網(wǎng)格時在ANSYS 中也會定義該鋼筋集合的網(wǎng)格單元屬性以及鋼筋預(yù)應(yīng)力損失的計算方法31 本章從模型的選擇開始 即分離式 的特點之后本章詳細討論了預(yù)應(yīng)力鋼筋的損失計算以及有限元計算 結(jié)合工程實際反摩阻的錨具變形其中預(yù)應(yīng)力損失的計算流程如圖3-8所示 得到各點的預(yù)應(yīng)力損失值見圖 3-9 32圖3-9 1s 數(shù)值計算流程圖 最后將離散段的張拉應(yīng)力等效到有限元的模型中去介紹了根 據(jù)工程計算的要求介紹

54、了等效邊界載荷的計算及其在模型中施加的問題都是通過ANSYS 自帶的APDL 語言完成的334 基于ANSYS 的 Visual CAPDL 宏文件包括數(shù)值計算以及ANSYS 命令封裝同時包括用戶 界面后臺的數(shù)據(jù)庫操作部分 能適應(yīng)各種風(fēng)格的編程需求輸入數(shù)據(jù)的操作能力也很差因此 通過比較分析編寫的用戶界面可對用戶操作能夠加入Access數(shù)據(jù)庫刪除等處理分析4.2 Visual C²¢³ÉΪANSYS 的子程序因此要使ANSYS 能調(diào)用Visual C+的子程序得到一個帶有Fotran 外殼的鏈接庫文件將其資源庫文件編譯到鏈接庫文件中最

55、后編譯得到用戶子程序ansys.exe 文件344.3 Visual CÐèҪͨ¹ýÃüÁîʵÏÖÕâÒ»¹ý³ÌµÚÒ»ÖÖÀàÐ͵ڶþÖÖÀàÐÍ

56、Ìí¼Óµ½ANSYS 程序中去具體實現(xiàn)的過程為程序內(nèi)部將其賦值給一個變量命令在用戶工作目錄中創(chuàng)建一個.mac 文件 Èç¹ûÉæ¼°µ½Êý¾Ý¿âµÄ²Ù×÷Æä´¦Àí·½·¨Óëµ&

57、#218;Ò»ÖÖÀàÐÍÀàËÆint Nd;char StrOfDisNum10;m_DisNum.GetWindowText(StrOfDisNum,10;Nd=int(atof(StrOfDisNum;/ 讀取用戶輸入數(shù)據(jù)354.4 程序數(shù)據(jù)庫 模塊運行過程中利用ADO C+接口 程序在后臺建立局部分析數(shù)據(jù)庫 預(yù)應(yīng)力鋼筋形狀數(shù)據(jù)表以及預(yù)應(yīng)力鋼筋信息表等 預(yù)應(yīng)力損失表定義不同預(yù)應(yīng)力損失類型的損失參數(shù)預(yù)應(yīng)力鋼筋信息表存儲 鋼筋形狀編號 預(yù)應(yīng)力損失類型編號 添加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫

58、中 以材料編號為索引 橫截面積 預(yù)應(yīng)力鋼筋形狀數(shù)據(jù)表以鋼筋編號為索引 線形編號 鋼筋線的編號該數(shù)據(jù)表詳細記錄了各鋼筋線的數(shù)據(jù)信息用戶通過類操作定義界面CPartMain class ´æ´¢Ó붨Òå*pDlgPartMainCPresMat class²¢Ìá½»µ½ANSYS 的程序中*pDlgPPresMat CPresLoss class½«Ëðʧ²ÎÊý´æÈëÊý¾Ý ¿â*pDlgPPresLoss36 CP