汪训流[1]2003年在《预应力混凝土板的壳体有限元分析》文中指出本论文提出了板设计中“传力路径”的一般思路，初步分析了从规则到非规则预应力混凝土板传力路径的指定方法，并对预应力混凝土板现行设计方法(单向板条法和双向板条法即简单框架法、等代框架法、有限单元法)进行了总结，探讨了预应力混凝土板设计中有限单元法的优势；着眼于预应力混凝土板的壳体有限元分析，对叁类壳元(平板型壳元、退化型壳元、曲壳单元)的构造进行了分析，其中特别是对平板型壳元构成中的各种板弯曲单元作了重点论述；从有限元的基本理论出发，详细推导了运用壳体单元对板进行力学分析的全过程，提出了预应力混凝土板有限元分析中基于荷载传力路径的“二次分析法”的基本思想和预应力筋(束)集中布置处宜作为叁维空间梁进行分析的思路；给出了运用分析软件对预应力混凝土板进行壳体有限元分析(即“二次分析法”的实施)的一般过程及注意事项，同时，为了更好地说明这一分析思路和方法的实施细节，本文最后借助于国内外应用广泛且很成熟的通用有限元分析软件ANSYS，针对一具体实例从最初的结构建模到最后的结果处理进行了全流程分析。
郝维平[2]2012年在《钢筋混凝土双曲抛物面薄壳结构力学性能研究》文中认为为研究现浇钢筋混凝土双曲抛物面结构的性能,本文对单块单倾扭壳、单块双倾扭壳和星海音乐厅双曲抛物面壳体的构形、边梁作用、预应力影响、动力性能等进行深入研究。采用应力-应变、应力-裂缝宽度、应力-断裂能等不同的模型来表述混凝土拉伸硬化性能,分别采用实体单元和壳单元,利用ANSYS和ABAQUS对双向板、单向板和双曲抛物面薄壳的结构性能进行分析,并将弧长法、显式动力分析结果与实验进行对比,得出接近的结果。对双曲抛物面中的特例单块单倾扭壳、单块双倾扭壳采用不同的矢高或扭曲率,研究该因素对结构极限承载力的影响。通过分析得出影响结构极限状态的主要是受拉裂缝,钢筋一般较难屈服。在星海音乐厅双曲抛物面壳体模型中通过引入不同高度和宽度的边梁,研究边梁尺寸对结构极限承载力的影响。对施加预应力后单块单倾扭壳和单块双倾扭壳进行分析,得出无边梁和有边梁壳体的结构刚度、自振频率和自振模态等动力特性的变化规律。利用隐式动力分析方法对是否有边梁、是否施加预应力的结构进行动力时程分析,对比其在地震作用下的结构性能。结果表明,双曲抛物面薄壳结构在合适边梁尺寸的协同工作下,可以达到较好的性能。
王维, 陈晓宝[3]2005年在《非规则现浇预应力混凝土空心板的有限元分析》文中提出考虑预应力混凝土空心板的构造特点 ,推导了进行板内力分析的各向异性有限元法公式。用在此基础上编写的壳体有限元分析程序进行算例比较 ,说明了采用各向异性四边形壳体有限元分析现浇预应力混凝土非规则空心楼板的必要性与可行性。
张勇[4]2007年在《马鞍型壳板的静力结构性能分析》文中研究表明马鞍形壳板的使用在国外出现于20世纪60年代，目前已达到了相当高的水平。当前，随着我国经济的不断发展，很多大型民用建筑如商场、仓库、工业厂房等楼面都需要大跨的屋面结构，而传统的屋面板由于跨度小、混凝土强度低等一些缺点，己无法满足发展的需要，因此马鞍形壳板的出现弥补了这一缺陷。目前，由于马鞍型壳板的研究较少，本文通过2块板的原型进行实验研究，分析其力学性能。主要工作及成果如下：1．将薄壳理论应用于马鞍板，在作出一些合理性假设的前提下，得出了一些相关的计算公式。2．为验证壳板的优异结构性能，进行了两块相同配筋、相同跨度的马鞍形壳板的原型试验。3．结合原型实验测试成果对试验板的结构性能进行了全面分析。主要通过静载破坏试验量测试验板的极限承载能力、开裂情况、变形情况等。试验之后，经试验数据和理论分析综合得出结论，这种板不论其板型、配筋、承载力还是构件刚度等方面均优于我国的传统屋面板，并且采用先张法施工，容易满足现场需要。4．采用有限元软件ANSYS对板壳的受力情况进行了模拟，并与实验相对比，其受力变形基本吻合。
夏桂云[5]2006年在《预应力混凝土箱梁承载力与裂缝研究》文中认为钢筋混凝土／预应力混凝土箱梁易开裂，确定剩余承载力是维修、加固决策的依据。本文对箱梁的结构分析理论、线性与非线性行为、承载力、裂缝等进行了如下研究：1、基于Timoshenko二广义位移梁理论，将其位移解析解作为试函数，建立了无剪切闭锁深梁单元。基于Von-Karman大挠度理论和T．L列式，建立了深梁几何非线性有限元法。参照初等梁的Saafan、Brotton、Fleming理论，建立了深梁几何非线性分析的稳定函数法。2、利用有限条带思想和梁的位移模式，建立了由带旋转自由度的平面应力膜元和中厚板弯曲单元耦合而成的中厚平板壳单元，用此单元分析箱梁结构可考虑拉压、弯曲、剪切、剪力滞、扭转等，再加上闭口箱梁进一步划分子板单元，自动计入了畸变，受力模式比较全面。基于Von-Karman大挠度理论和T．L．列式，建立了中厚壳结构几何非线性分析方法，对多个实例进行了考证。3、基于叁角形薄膜比拟法，建立了一种新的四参数(或五参数)混凝土强度准则，进行了参数标定，预测了混凝土叁轴强度。基于弹塑性理论，根据Hinton模型、Chen-Chen模型、Ottosen模型、本文模型，推导了壳体单元弹塑性本构方程。为使弹塑性本构矩阵满足流动法则和强化准则，提出了标定因子的迭代算法和二分法算法相结合的方法，可精确确定标定因子，也能防止沿加载应力反方向确定标定因子的情况。提出了理想塑性模型残余应力计算校正的比例缩放公式。利用组合式混凝土单元模型，提出了壳体单元中钢筋的处理办法。基于上述理论，建立了混凝土板壳结构材料非线性分析方法。4、编制了计算程序PHDFEM，并用Visual Basic 6.0进行了简单的界面开发。对周世军箱梁试验模型、Duddeck板、Scordelis-Bresler梁、Jofriet-McNeice板进行了承载力与裂缝分析。对广东省韶关市五里亭大桥进行了叁种工况从加载到极限承载力全过程分析，得出了一些重要结论。
余瑞[6]2006年在《预应力多层大板大开间住宅结构体系的抗震性能研究》文中认为预应力多层大板大开间住宅，采用预应力混凝土大板作为楼板，结构形式可为框架、框筒和剪力墙等常用形式，户内墙体采用轻质隔断。该体系可增加使用面积，实现住宅设计的灵活性、多样性、适应性和可改性。目前，国内对预应力多层大板大开间住宅的抗震理论研究还不够深入、系统，其内力分布规律及在地震作用下的分析与计算方法还没有传统的框架结构成熟。因此，本文就预应力多层大板大开间住宅的抗震动力性能展开讨论。 本文首先利用结构分析软件(SAP2000、PKPM)对预应力多层大板大开间住宅在小震及大震作用下进行动力分析，包括结构模态分析、振型分解反应谱分析、弹性时程分析及PushOver抗震计算，通过对比两种软件的计算结果，检验结构是否满足抗震设防要求，并且提出一些合理化的建议。然后，根据预应力混凝土板有限元分析中基于荷载传力路径的“二次分析法”的基本思想和预应力筋(束)集中布置处宜作为叁维空间梁进行分析的思路，借助于有限元分析软件ANSYS，针对本结构楼板从最初的结构建模到最后的结果处理进行了全流程分析，以研究预应力楼板的抗震及承载性能。基于以上的分析，本文提出了一些有意义的建议，具有一定的参考价值。 本文的工作旨在通过对预应力多层大板大开间住宅的分析和研究，深入认识和了解这种结构，为在地震设防区推广应用此类住宅结构提供理论依据，并为今后的研究工作打下基础。
高辉[7]2007年在《组合钢板剪力墙试验研究与理论分析》文中指出组合钢板剪力墙是在钢板剪力墙基础上提出的一种用于高层建筑钢结构的新型抗侧力构件,它以钢板作为基本受力元件,通过抗剪连接件与现浇或预制混凝土板连接在一起,周边与钢框架相连。混凝土板为钢板提供面外约束,防止钢板过早屈曲失稳,同时混凝土板还对钢板提供防火保护。本文重点研究两边连接组合钢板墙抗震性能与分析方法。两边连接组合墙略去普通组合墙与框架柱的连接,可以避免组合墙对框架柱的不利影响,并减少施工量。经过对一个双边单侧混凝土板组合墙单调荷载试验,两个双边和一个四边双侧混凝土板组合墙低周反复荷载试验发现:双边连接组合墙易于发生面外整体失稳;当有可靠的面外约束时双边组合墙具有较好的滞回性能:混凝土板厚度是组合墙的关键因素之一。本文采用Ansvs有限元软件中四节点弹塑性壳单元对双边组合墙进行了推覆分析,初始缺陷采用模态一致缺陷模拟,计算结果初始刚度比试验结果大,而承载力与试验值吻合较好。在此基础上,提出组合压杆模型模拟有初始缺陷压杆的极值失稳现象,并与钢板墙的斜拉杆模型结合起来提出组合墙的简化模型。经参数分析并与试验结果对照表明该模型能够模拟组合墙单调加载受力性能。
姚亚东[8]2016年在《有格室前后承压板式钢混结合段静力行为研究》文中提出随着我国高速铁路建设步入快速发展时期,迫切需要建设跨越超宽水道的大跨铁路桥梁,混合主梁大跨度斜拉桥以其优良的刚度质量分布成为优选桥式。对于混合主梁斜拉桥,主梁接头为满足巨大内力的传递和高速列车对桥梁变形的苛刻要求,有格室前后承压板式钢混结合段成为首选。然而,有格室前后承压板式钢混结合段构造形式复杂,材料特性差异显着,设计研究人员对其力学行为认识尚不甚明确；尤其是核心混凝土在收缩徐变和非均匀温度场作用下非协调变形,导致的钢板构造与混凝土间次生弹性变形而引起次内力或者说内力重分布。这些因素都导致主梁钢混结合段应力分布和传力机理等结构行为高度复杂而需要对其进行系统、专门的研究。对有格室前后承压板钢混结合段研究文献缺乏,对其他形式钢混结合段的研究,也多限于对特定斜拉桥钢混结合段承载力开展的验证性试验,缺乏对应力分布和受力机理的系统研究,更缺少对其在核心混凝土收缩徐变及温度场作用下力学行为的研究。鉴于上述情况,本文基于甬江桥特大桥钢混结合段,研究有格室前后承压板式钢混结合段在荷载、收缩、徐变及温度场作用下的应力分布、传力机理、变形特性、承载能力等静力行为。研究内容可促进铁路混合梁斜拉桥的应用,为钢混结合段的设计、施工及养护提供指导。主要内容如下：1、对甬江特大桥有格室前后承压板式钢混结合段的试验方案进行研究。论述模型试验的技术路线、设计理论、设计方案、加载方案、模型材料性能测试、测点布置、设计误差分析等。尤其针对于缩尺模型中小规格剪力连接件的设计问题,建立小规格剪力连接件推出试验的精细化有限元模型,计算它们的承载能力和抗剪刚度,并绘制荷载-滑移曲线。根据常规剪力连接件与小规格剪力连接件面积、承载能力、抗剪刚度的对比,提出了缩尺模型试验中剪力连接件的相似设计方法。2、通过有限元计算和模型测试结果研究有格室前后承压板式钢混结合段的纵桥向正应力分布、剪力滞效应、承载能力、传力机理和变形状况等；同时验证非线性局部有限元模型的正确性,为下文进一步采用有限元分析各种钢混结合段的受力性能奠定了基础。3、根据试验相关结论提出钢混结合段轴力传递指标和钢混结合段轴压作用的简化模型；并进一步分析有格室前后承压板式钢混结合段长度、后承压板厚度、钢格室高度及剪力连接件刚度等参数变化对轴力传力性能的影响。4、分别建立有格室前承压板式钢混结合段、有格室后承压板式钢混结合段和有格室前后承压板式钢混结合段的非线性局部有限元模型,计算叁者在剪弯作用和压弯作用下的应力分布、剪力连接件剪力、变形状况、传力机理和承载能力。5、根据收缩、徐变作用的预测模型和弹性徐变理论,推导考虑空间徐变效应的混凝土本构关系,并采用Fortran语言对ANSYS有限元软件的材料模型进行二次开发；分析研究了收缩、徐变作用对有格室前后承压板式钢混结合段受力、变形及传力性能的影响。6、归纳总结了温度场和热应力的计算理论,根据原桥的实测数据、气象资料建立了钢混结合段的温度计算模型,计算了瞬时温度场；并将最不利的温度场施加于钢混结合段计算了在温度单独作用、恒载与温度共同作用下的应力；分析了温度作用对钢混结合段受力、变形及传力性能的影响。
邓毅强[9]2005年在《大跨度钢混凝土组合薄壳屋盖试验研究与有限元分析》文中指出大跨度钢—混凝土组合薄壳是混凝土薄壳屋盖结构的一个最新发展。它由钢底壳及上部现浇混凝土层组成,钢底壳由大量标准化的钢模板单元通过螺栓连接而成形,它即可以作为混凝土施工时的模板,又是成型后的加强钢筋。该新型结构不仅保留了混凝土薄壳屋盖的所有优点,又不需要使用临时模板,并大幅减少临时支撑。目前,对于这种新型组合结构体系的研究正在作进一步完善。 本文主要研究大跨度钢—混凝土组合薄壳在使用阶段的稳定与承载受力性能。通过对这种组合壳体模型的整体承载性能、节点受力特征的试验,对包括裂缝的出现与开展、单元连接螺栓的失效以及钢底壳单元的屈曲等作了详细的观察与分析,得出了在四点对称集中荷载作用下壳体的非线性行为。然后,在曲线坐标系下,得出了壳体结构分析与计算的基本微分方程,并采用能量原理探讨了组合壳的整体和局部稳定性。 本文基于有限元方法,对组合薄壳单元块之间螺栓连接采用离散弹簧单元进行了模拟,然后采用四边形平板单元,考虑混凝土、钢板及螺栓连接的非线性行为,推导了用于组合薄壳分析的单元刚度和整体刚度矩阵,建立了整体结构结点位移和结点荷载之间的基本方程式。最后,采用ANSYS叁维有限元非线性分析程序,通过对混凝土和钢板分别选取不同的单元及相应参数,建立组合薄壳的有限元分析模型,对其进行了全过程数值模拟。分析结果与试验结果基本符合。结果表明,在一定假设前提下,利用已有的有限元程序来分析组合薄壳屋盖,仍可获得足够的精度。
李振国, 王维[10]2009年在《有限元分析在混凝土空心板计算中的应用》文中研究说明考虑预应力混凝土空心板的构造特点,推导了进行板内力分析的各向异性有限元法公式,用在此基础上编写的壳体有限元分析程序进行算例比较,说明了采用各向异性四边形壳体有限元分析现浇预应力混凝土非规则空心楼板的必要性与可行性。
参考文献：
[1]. 预应力混凝土板的壳体有限元分析[D]. 汪训流. 合肥工业大学. 2003
[2]. 钢筋混凝土双曲抛物面薄壳结构力学性能研究[D]. 郝维平. 浙江大学. 2012
[3]. 非规则现浇预应力混凝土空心板的有限元分析[J]. 王维, 陈晓宝. 工业建筑. 2005
[4]. 马鞍型壳板的静力结构性能分析[D]. 张勇. 南京理工大学. 2007
[5]. 预应力混凝土箱梁承载力与裂缝研究[D]. 夏桂云. 中南大学. 2006
[6]. 预应力多层大板大开间住宅结构体系的抗震性能研究[D]. 余瑞. 西南交通大学. 2006
[7]. 组合钢板剪力墙试验研究与理论分析[D]. 高辉. 同济大学. 2007
[8]. 有格室前后承压板式钢混结合段静力行为研究[D]. 姚亚东. 西南交通大学. 2016
[9]. 大跨度钢混凝土组合薄壳屋盖试验研究与有限元分析[D]. 邓毅强. 湖南大学. 2005
[10]. 有限元分析在混凝土空心板计算中的应用[J]. 李振国, 王维. 山西建筑. 2009
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