曲卓杰[1]2004年在《基于通用软件的水工钢筋混凝土结构程序开发与应用》文中提出伴随着计算机技术的迅猛发展，非线性分析方法在一些重大水工钢筋混凝土结构分析中得到了日益广泛的应用。针对目前水工钢筋混凝土结构非线性分析中存在的若干问题，在国内外学者研究的基础上，本文主要完成以下研究工作： (1)对大直径钢筋粘结滑移特性进行试验研究。通过4批13个大尺寸钢筋混凝土试件的试验研究得到了小湾拱坝抗震钢筋与混凝土在各级荷载作用下的应变曲线，以及粘结应力和相对滑移沿锚固长度的分布曲线。通过改进试验方法有效避免了在钢筋与混凝土的接触面贴应变片对钢筋与混凝土的粘结状态造成的影响。小湾拱坝的抗震钢筋在循环作用下表现出较好的粘结延性。由试验研究获得了大直径钢筋粘结滑移本构模型。对小湾拱坝抗震钢筋的配置提出若干工程建议。 (2)探索了ANSYS软件的二次开发方法，系统阐述二次开发原理，通过将混合强化模型加入ANSYS模型库，详细介绍了ANSYS二次开发的实现过程。将二次开发成果以及大直径钢筋粘结滑移模型应用于抗震钢筋粘结滑移计算分析中，通过与试验结果比较，验证了开发方法的正确性。 (3)分析了顶板厚度等设计参数对于龙滩升船机塔柱结构动力特性的影响，探讨了用单个塔柱的动力特性分析代替整体塔柱动力特性分析的方法的局限性。应用ANSYS二次开发成果，采用两个地震波对塔柱结构进行了非线性时程反应分析，分析了不同地震波、双向地震作用以及竖向地震作用对于塔柱结构地震响应的影响。 (4)采用pushover方法对龙滩升船机塔柱结构进行了非线性分析。对几种地震作用下评估结构性能的方法进行了比较。针对塔柱结构的特点简化塔柱结构质量离散方法，采用能力谱法对塔柱结构的抗震能力进行评估。分析表明，塔柱结构的抗震延性较好，能够满足工程抗震需要。计算结果与时程分析结果吻合较好，从而验证了能力谱法在塔柱结构地震反应分析中的适用性。 (5)采用空间有限元以及子结构方法对龙滩水电站导流隧洞进水口结构配筋设计方案进行复核与评价。通过空间弹性分析确定了结构设计的控制区域为进水口中墩门槽附近，进而采用空间非线性分析方法考察了中墩门槽附近裂缝开展情况，对原配筋方案作出评价。通过ANSYS二次开发实现了子结构方法中整体模型分析数据向子结构切割边界条件的数据自动传递。
唐瑜[2]2005年在《坞式闸室结构可视化设计系统的开发与应用》文中研究说明目前的船闸设计大都仍停留在某一单项的辅助设计,手工运算与计算机绘图相结合的水平上,设计人员要进行繁重的计算与绘图工作,设计周期长、易出错。因此开发一套功能强大且运用方便的可视化结构设计软件是当务之急。坞式闸室结构作为一种优良的结构型式,在实际工程中被广泛采用,本文重点针对坞式闸室结构的设计计算、内力分析、结构配筋、配筋图绘制等环节,基于VB、Fortran、AutoCAD VBA等开发技术,进行了可视化结构设计系统开发的一些有益尝试,旨在实现坞式闸室结构设计全过程自动化、一体化、智能化,以提高设计效率和设计质量。(1) 系统总结船闸结构的设计和计算方法,主要就坞式闸室结构的分析计算方法进行研究,分别对闸室底板、侧墙等结构依其各自特殊的结构特性采用不同的方法进行计算,尤其是闸室底板弹性基础梁内力的计算分析。(2) 依据坞式闸室结构的计算分析方法,基于Visual Basic6. 0、 AutoCAD VBA、Fortran、Word VBA等技术平台,进行闸室结构分析可视化程序的开发,实现结构内力计算分析可视化,并能自动生成结构计算说明书。(3) 在结构内力计算分析的基础上,重点进行船闸闸室钢筋混凝土结构的配筋设计程序的编制,实现配筋设计智能化和交互性。以DXF文件作为钢筋及图形信息向AutoCAD传递的纽带,进行配筋图的自动绘制,设置必要的人机对话进行选择性的设计,自动生成配筋设计说明书。(4) 以颍上船闸结构设计工程为例,应用所编制的程序进行设计计算。验证了程序的正确性和实用性,进行配筋设计和配筋图的绘制,并与实际工程配筋图纸工作量及质量进行对比分析。
陈亚军[3]2006年在《钢筋混凝土非线性有限元实用化研究初探》文中指出根据所要研究问题的特点,本文从分析钢筋混凝土非线性有限元和通用软件的特点以及其工程应用情况入手,阐述了论文的研究目的及其研究思路。然后介绍了通用程序ADINA和ANSYS提供的混凝土本构模型的理论基础、模型功能以及参数输入问题。并结合经典算例,验证了通用程序ADINA的计算精度及其计算效率,得到了很满意的结果。 为了扩展大型通用软件的功能,以满足特定计算目的,利用通用程序提供的用户自定义材料接口以及Fortran语言,开发了混凝土四参数Ottosen理想弹塑性本构模型的动态链接库。并通过对经典的试验的数值模拟,验证了该链接库的计算精度和计算效率,进一步开拓了程序的应用范围。 为了解决大型带缝水工建筑物的抗震性能评价问题,尝试利用通用程序中提供的分布裂缝模型和重启动功能来解决该问题。详细阐述了ADINA中混凝土分布裂缝模型的理论基础和重启动功能的应用范围。并通过典型算例验证了该方案的可行性。最后通过对叁峡水电站坝后背管的抗震分析,并和模型试验的结果进行对比,两者的结果比较一致,为工程设计提供了一个新的研究手段。
杨瞻[4]2006年在《非杆件结构体系计算机辅助设计系统开发与应用研究》文中进行了进一步梳理本文根据非杆件结构体系的特点，在分析和总结了目前非杆件结构体系计算机辅助设计发展状况的基础上，研究了适用于非杆件结构计算的CAD系统。课题研究的目的是为了研究一种类似于现有的杆件结构设计软件的CAD系统来满足设计人员操作简便、高效安全的设计要求，以便于有效的提高设计质量和设计效率。操作者仅仅填写简单的原始数据，经过必要的操作步骤，直接得到直观明了的施工图。研究的方法主要是运用各种应用软件的优点和长处，结合非杆件结构设计的特点，完成不同功能模块，并将各个模块通过混合编程的方法进行连接。系统包括前处理、核心计算部分和后处理绘图叁个部分。本文所作的主要工作包括： 系统的总体设计。包括系统界面设计、控制数据的流向、数据的存储与提取、以及不同语言之间的程序接口。本文详尽地研究了Windows环境下用VB和ANSYS APDL语言进行混合编程设计的方法。开发出了VB调用ANSYS APDL语言的控件，实现VB调用ANSYS APDL语言的后台运算，提高了程序效率。 前处理部分研究。主要是以对话框的形式完成，将数据存储在数据文件中，为后面的结构分析计算与后处理图形的输出创建对象。 核心计算部分研究。阐述了计算模块的数学模型和计算方法。针对不同的非杆件结构编制了相应的结构分析程序。编制了由应力图形直接得到的截面拉力值程序、截面受拉区高度计算程序、以及配筋计算程序。 后处理绘图部分的研究。包括对结构分析结果的查看，利用Actire Automation技术实现了VB与AutoCAD的数据连接，对AutoCAD进行二次开发绘制非杆件结构的二维及叁维配筋图。 在本文的最后选用工程算例对程序进行了验证，使用结果表明系统大大缩短了非杆件结构设计周期，结果符合要求，具有一定的可靠性、方便性和实用性。
乔书光[5]2003年在《基于设计流程管理的水工协同CAD模型研究》文中进行了进一步梳理论文命题为“基于设计流程管理的水工协同CAD模型研究”，是在现代CAD技术的进步为水工CAD研究走出低谷提供了新的机遇的前提下展开的。围绕水工CAD网络化、集成化和协同设计这一中心，本文主要完成创新性工作：1)针对水工CAD领域内系统众多且联系紧密，协同工作要求高的特点，提出了关于水工CAD领域分析的基本概念和基本假定，研究了水工CAD领域分析方法；根据水工CAD的领域划分，提出一种基于设计流程管理的水工协同CAD模型，并详细讨论了各系统群的功能分配、开发策略、协同工作方式和功能复用方式等内容，为在新的技术条件下全面、系统地开展水工CAD研究提供了一个指导性框架。2)针对水工CAD软件开发中长期存在的系统粒度大、开发周期长、系统的可扩展性、可集成性差等问题，深入研究了系统的粒度、系统的分类、系统的开发策略、系统的属性、系统的模型、系统间的接口关系、系统的复用设计等在开发一个系统前必须了解和掌握的关键问题，并通过一个水工CAD领域分析和系统规划原型系统的开发，研究和解决了一个系统和其它相关系统的环境协调性问题。3)针对水利水电工程勘测设计中大跨度多专业协同工作的特点，提出一种基于DFMS的被动式协同设计模式，建立了关于被动式协同设计较为完善的研究体系。在相关的关键技术研究中，提出了一套包括通信模型的建立、通信原语的设计、通信服务器的设计等内容在内的被动式协同设计通信方案；设计了一种基于面向对象有色Petri网技术的设计流程模型定义方法；提出了一种基于调度时间和资源状况的子任务调度方案，并完成了任务数据库的设计、子任务调度算法的设计、子任务调度时间及其修正算法的设计和子任务调度实施方案的设计等工作；建立了设计对象的版本模型，研究了设计流程模型的各种连接器与设计对象各种版本间的对应关系。4)根据被动式协同设计对设计流程管理系统的要求，提出一种面向资源管理的设计流程管理系统(RODFMS)模型，深入讨论了该模型的体系结构、资源的逻辑划分和各种资源的管理策略。基于以上研究成果，设计和实现了一个RODFMS建模器的原型系统，进一步验证了被动式协同设计的理论基础及其在水利水电行业广阔的应用前景。5)根据水工建筑物不定型建模的特点，提出一种基于图形对象技术的聚合建模方法，详细讨论了聚合建模法的基本原理；设计了实体重力坝的图形对象模型，并以挡水坝段图形对象的设计为例，研究了自定义图形对象的设计和实现；基于ObjectARX的通知——反应机制，采用数据库反应器和对象反应器，建立了图形对象的互动操作机制；以挡水坝段断面优化设计为例，研究了图形对象和分析、计算功能的集成方案。为满足协同设计的需要，采用COM／DCOM技术，讨论了图形对象的远程加载和远程激活的实现方法，为被动式协同设计理论指导下的应用系统开发提供了技术基础。
秦杰[6]2002年在《钢衬钢筋混凝土压力管道施工期、运行期性能及其改性研究》文中进行了进一步梳理钢衬钢筋混凝土压力管道应用于水电站工程始于二十世纪六十至七十年代，由前苏联水电专家提出。钢衬钢筋混凝土压力管道一般布置在下游坝面，俗称“钢衬钢筋混凝土坝后背管”。与传统坝内管道相比，钢衬钢筋混凝土坝后背管在管道布置和结构形式上有其独特优点。我国在1985年建设的东江水电站中首先使用了这种结构形式。此后，在紧水滩、锦江、桃林口、五强溪、李家峡、景洪水电站工程中陆续推广使用，举世瞩目的叁峡水电站采用的就是“浅槽式钢衬钢筋混凝土坝后背管”。 但是，随着钢衬钢筋混凝土压力管道的广泛应用，有一些问题暴露出来。①李家峡坝后背管在施工期就出现裂缝，由此引出钢衬钢筋混凝土压力管道施工期性能研究问题；②根据对运行多年的钢衬钢筋混凝土压力管道实地勘察，发现管道的裂缝宽度均超过当初设计裂缝宽度，由此引出裂缝控制问题。 因此，本文首先针对这两方面问题进行了研究。为使计算结果具有对比性和实际意义，结合与叁峡大学合作研究的中国叁峡开发总公司委托项目“叁峡电站压力管道优化设计方案工作性态研究”，以能够代表我国钢衬钢筋混凝土压力管道设计和施工最高水平的叁峡电站压力管道为研究对象，进行了以下研究： 1．合作开发完成了混凝土施工仿真计算程序FZFX3D。此程序成功实现了混凝土叁维跳仓浇筑，混凝土徐变应力计算等。其中，前处理和后处理采用着名的ANSYS软件，编写完成了可实现两软件之间数据交换的接口程序。首次提出并实现了混凝土施工仿真计算软件与通用有限元软件各取所长、互为所用的软件开发思路,明显优于传统的混凝土施工仿真计算软件开发思路。从而使混凝土施工仿真计算软件与通用有限元软件两者相得益彰，在效率高、成果优方面实现了突破 2．对左厂9#钢管坝段坝后背管进行了混凝土施工仿真计算，得到了坝后背管混凝土施工期典型的温度场与应力场。同时给出了坝后背管蓄水前初始应力状况，提出了优化施工计划的原则和方法。对以后坝后背管混凝土的施工具有实际指导意义； 3．在叁峡工程大坝混凝土施工仿真中实现了混凝土施工实时仿真计算，计算结果与坝体实测结果吻合较好，验证了混凝土施工实时仿真计算 这种方法的科学性和实用性。这项研究工作的完成为以后大坝混凝土 施工实时仿真计算奠定了基础；4．使用ANSYS软件，建立了温度荷载作用下常规钢材钢筋混凝土压力管 道的有限元计算模型。此计算模型能够准确地计算温度荷载对管道缝 宽与钢材应力的影响，有限元计算结果与叁峡电站压力管道1：2模型 试验吻合较好，证实了此有限元计算模型的可靠性： 对常规钢衬钢筋混凝上压力管道，仅靠计算方法是不能解决裂缝控制等问题的。因此，采用把常规钢衬钢筋混凝上压力管道进行改性，以减小甚至避免裂缝的出现是一个很有前途的方向。因为这样既保留了此类管道在布置上的优点，又避免了由于带裂缝工作而引发的耐久性问题。 基于此思路，提出了两种改性钢衬钢筋混凝土压力管道：即钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道、钢材钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道，并进行了以下开创性的研究：l 以叁峡电站压力管道为原型，按相似比1：10制作完成了常规钢衬钢 筋混凝土压力管道、改性钢材钢筋混凝土压力管道模型。同时，研制 了新型的内水压力模拟方法，成功进行了压力管道的模型试验；2．模型试验表明，钢衬钢筋钢纤维混凝上压力管道限裂能力明显增强： 钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道则有优良的抗裂能力。这两种 改性压力管道弥补了常规钢衬钢筋混凝土压力管道的缺点，在工程应 用上将有广阔的空间：3．对圆形和马蹄形管道进行了28天养护期内力监测，研究了钢衬钢筋钢 纤维自应力混凝土压力管道的自应力成长过程，明确了钢筋的预拉应 力数值，为此类改性管道设计直接提供依据；4．对钢纤维自应力混凝土材料进行了长期性能研究。研究表明，钢纤维 自应力混凝土的长期性能是可以保证的，其五年龄期时的变形与叁个 月龄期变形相当。这就消除了部分工程技术人员对钢纤维自应力混凝 土材料长期性能的疑虑；5．针对钢材钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道，提出了自应力等效内水 压力概念，从而在钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道和钢衬钢筋钢纤维 自应力混凝上压力管道之间建立了直接的联系。最后，给出了叁种材 料下压力管道的实用设计公式，并以叁峡电站压力管道为例进行设计， 显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道在限裂、抗裂方面的优越性。
周芬[7]2015年在《基于ANSYS考虑损伤的混凝土本构模型二次开发算法研究》文中指出在对混凝土结构进行非线性有限元分析时,必须考虑其复杂的受力特性,因此,混凝土本构关系模型对于钢筋混凝土结构的非线性分析影响重大。目前常用的有限元软件均已将混凝土本构模型嵌入其中,但对其有限元程序的研究仍有待深入。Drucker-Prager模型广泛应用于混凝土、岩石等材料。因此,基于ANSYS二次开发,对Drucker-Prager本构模型算法及程序进行研究具有重要意义。本文主要工作如下:(1)研究混凝土D-P本构关系模型的算法,并利用FORTRAN语言编写混凝土D-P本构模型程序,对其算法进行实现,并利用混凝土立方体模型的应力分析验证该程序的正确性,与ANSYS自带D-P模型计算结果进行对比分析,验证该程序的有效性。(2)考虑混凝土材料的损伤,对损伤状态下混凝土D-P本构模型算法进行研究,利用FORTRAN语言编写考虑损伤后混凝土D-P本构模型程序,并利用剪力墙构件模型的应力分析验证该程序的正确性。(3)对ANSYS二次开发实现平台进行研究,将ANSYS15.0与Microsoft Visual Studio 2010以及Intel Visual Fortran Composer 2011相匹配,并设置环境变量,通过编译连接对本文程序进行实现。本文研究表明,对混凝土D-P本构模型算法进行研究,并基于ANSYS二次开发对程序进行实现,将有限元分析软件应用到结构工程实际当中具有重要的现实意义。
吴峰[8]2005年在《混凝土温度裂缝仿真系统研究》文中指出混凝土结构有限元模型的快速准确建立和仿真计算是目前混凝土温控防裂分析的重要研究课题。本文结合实际工程中混凝土温度场、应力场叁维有限元仿真分析所涉及的问题,开发了混凝土温度裂缝控制可视化分析系统,使该类问题的有限元计算及前、后处理都变得方便高效,其主要工作内容为: 1、以ANSYS软件为平台,利用其提供的UIDL、APDL等二次开发技术,开发了混凝土温度裂缝专用的仿真分析系统CTCCAS。该系统利用开发的各级菜单和对话框,能够建立常见混凝土结构的实体模型,通过参数化方法完成有限元计算网格剖分,实现计算分析过程的自动化和计算结果的可视化。 2、对ANSYS命令流编程方法进行了深入研究,在此基础上,基于热—结构耦合分析原理,完成了仿真系统中温度场、应力场分析专用模块的程序设计。对温度场的计算考虑了结构分缝、拆模等施工过程以及外界气温变化的影响,并探讨了冷却水管温度场计算的子结构解法;对应力场的计算考虑了混凝土早期材料特性随时间的变化,研究了配筋对混凝土开裂限制作用的模拟方法。 3、提出将混凝土的骨料和水泥砂浆作为不同属性的材料,并引入接触单元对混凝土进行细观模拟分析;研究了仿真系统中混凝土结构细观模型的建立,并从细观角度探讨了混凝土在温度荷载作用下的工作机理和裂缝控制问题。 4、运用仿真系统计算了某拱坝施工期大体积混凝土的温度及温度应力分布,模拟了混凝土拱坝典型坝段的施工过程。另外,以某高层建筑地下室侧墙工程为背景,通过有限元仿真计算和结果比较,研究了混凝土墙板结构的温度裂缝控制问题,为今后这类工程施工提供了有益的借鉴。
周睿[9]2004年在《采用面向对象技术进行隧洞衬砌施工期温变效应仿真分析》文中认为隧洞是水工建筑物中一种主要的结构形式。以往人们对于隧洞衬砌在施工期所承受的温度应力不很重视,但随着高强度、厚度较大的混凝土衬砌的推广应用,隧洞衬砌结构施工期的温变效应对其自身的稳定性、耐久性造成了严重的影响。因此,对于隧洞衬砌结构施工期的温变效应进行仿真分析有着重大的工程意义。目前,采用有限元方法对施工期的温变效应进行仿真分析已经取得了一定的成果,但这些软件(或程序)都是采用面向过程的设计方法实现的。而随着有限元软件功能的不断膨胀,这种方法所带来的软件危机日益严峻。面向对象的程序设计方法能够有效的解决此问题,它所具备的易维护性、可重用性、灵活性和高效性使之在有限元软件行业得到迅速发展。因此,采用面向对象的程序设计方法开发有限元软件是未来发展的趋势。本文根据有限元方法的特点和性质,按照面向对象的思想对程序进行分析和设计,构造与有限元方法中存在的实体相对应的对象和类,如节点类、单元类和材料类等。并根据对象之间的联系设计程序的框架结构,最终按此设计采用 C++语言实现之。利用上述自主开发的温变效应仿真分析软件 SPS_FET2D,对小浪底泄洪洞衬砌的施工过程进行了仿真计算,求得施工期衬砌结构内的温度场和应力场随时间的变化情况,并以此分析衬砌出现裂缝的机理和原因。然后结合衬砌结构的实际施工方案,提出了几种新的改进方法,包括改变分块方式、优化配比选用低水化热混凝土材料、对表面进行保温养护以及改变衬砌结构厚度共 4 种方案,并对它们的效果进行了计算分析。最后根据有限元方法对泄洪洞衬砌结构的分析结果,提出了衬砌的温控标准和防裂缝措施。本文根据混凝土水化热荷载特点,提出了瞬变温度场分析中大步长情况下水化热荷载在程序中的处理方法,用以准确模拟混凝土结构在水化热荷载下的温度场变化过程。为了模拟新老混凝土之间的接缝,本文采用了接缝杆单元,通过直接写出单刚的形式便可对杆单元两端的节点进行约 - I -
蒋德勇[10]2005年在《水闸抗滑稳定目标可靠指标校准与分项系数研究》文中研究表明目前以可靠度理论为基础的极限状态设计方法,已经在工程结构中逐步开始采用,其以结构的可靠度评估结构的安全性,代替传统的单一安全系数设计方法。由于单一安全系数法不能作为度量结构可靠性的统一标准,而基于概率理论的极限状态方法则使不同结构之间的可靠性具有可比性,因此在技术上是一大进步。近四十年来,我国根据可靠性理论的研究成果和工程结构设计经验,在水利土木领域陆续颁布了一系列基于可靠度理论的设计规范,1994年颁布的《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199—94),统一了水工结构设计的基本原则以及与结构设计有关的规定,大大促进了我国水利水电工程结构设计新体系的建立和完善。 水工结构设计现在正处于单一安全系数法和极限状态设计方法并存的阶段,但作为一种更为科学合理的设计方法,基于可靠度理论的极限状态设计方法替代传统单一安全系数设计方法是大势所趋。水闸在目前我国已建成的水利水电工程,尤其是中小型工程中占据相当大的比重。从目前水闸结构的设计上来看,采用的仍然是单一安全系数法,而没有考虑材料与荷载的变异性。随着水闸设计理论、方法、经验的日臻完善、丰富以及新建水闸工程规模不断增大、结构型式不断创新、对失事后的诸多考虑等需要,对原水闸规范结构设计按可靠度理论进行修订十分必要。 本文结合《水闸设计规范》结构设计分项系数极限状态修订研究课题,按照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199—94)相关原则,对水闸抗滑稳定目标可靠指标β_T及分项系数进行研究。通过对九座水闸工程的抗滑
参考文献：
[1]. 基于通用软件的水工钢筋混凝土结构程序开发与应用[D]. 曲卓杰. 河海大学. 2004
[2]. 坞式闸室结构可视化设计系统的开发与应用[D]. 唐瑜. 河海大学. 2005
[3]. 钢筋混凝土非线性有限元实用化研究初探[D]. 陈亚军. 河海大学. 2006
[4]. 非杆件结构体系计算机辅助设计系统开发与应用研究[D]. 杨瞻. 西安理工大学. 2006
[5]. 基于设计流程管理的水工协同CAD模型研究[D]. 乔书光. 河海大学. 2003
[6]. 钢衬钢筋混凝土压力管道施工期、运行期性能及其改性研究[D]. 秦杰. 大连理工大学. 2002
[7]. 基于ANSYS考虑损伤的混凝土本构模型二次开发算法研究[D]. 周芬. 西安建筑科技大学. 2015
[8]. 混凝土温度裂缝仿真系统研究[D]. 吴峰. 河海大学. 2005
[9]. 采用面向对象技术进行隧洞衬砌施工期温变效应仿真分析[D]. 周睿. 清华大学. 2004
[10]. 水闸抗滑稳定目标可靠指标校准与分项系数研究[D]. 蒋德勇. 四川大学. 2005
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