超大型钢结构厂房7区局部结构温度应力、位移分析

文章基于ANSYS有限元方法对超长超宽钢结构厂房进行温度应力运算,运算中考虑了牛腿加劲肋和柱底加劲肋的影响,对厂房各结构构件进行应力和位移分析,并探讨构件应力和应变对整体结构的影响。本文通过用自行编制的命令程序进行了温度应力分析,计算结果与相关理论结果基本吻合,验证了文中理论与程序的正确性。同时可以明确,大跨度钢结构厂房在温度作用下,在各柱顶端、1/4和3/4屋架方向区段应力和位移最大,为设计和施工提供良好的理论基础。     

型钢混凝土桁架节点的非线性数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对某工程的大跨度型钢混凝土桁架转换层节点进行了实体非线性数值模拟,得到了按整体模型逐层顺序分析所得节点处各构件内力作用下型钢混凝土节点的应力分布和变形性能。施工阶段对节点的监控结果表明,现场实测结果与非线性条件下数值模拟分析结果吻合较好,可为此类构件的节点设计及其性能分析提供理论参考。     

海洋工程浮式网架结构数值模拟

网架结构具有重量轻、工业化程度高、整体强度刚度大、制造施工方面等特点,随着海洋技术的发展,逐渐被应用于海洋工程中。通过对公共建筑和工业建筑中广泛应用的网架结构进行选型分析,选定浮式正放四角锥网架结构为计算模型,利用有限元ABAQUS软件进行力学建模和数值模拟,通过AQUA海工模块施加海洋环境荷载,根据应力的大小和应力最大值出现的位置分析海洋环境荷载对结构局部构件影响,并分析结构整体的受力特性。     

弧形预应力混凝土屋面箱梁的施工监测研究

施工监测关系到工程结构的安全,而目前行业内关于建筑工程中弧形预应力混凝土箱梁的工程施工监测研究很少.结合某学生活动中心场馆的工程实际,为确保施工过程的安全,针对屋面结构中受力较大的异形箱梁构件,制定了专门的监测方案,进行施工全过程跟踪监测.采用有限元分析软件Midas Gen对该场馆"蝴蝶形"屋面结构的施工过程进行数值模拟,按照实际施工步骤,利用单元生死技术分析了屋面关键构件箱梁的应力和位移变化过程,并将实际监测数据与数值模拟结果进行对比.研究表明,实际监测结果与模拟结果吻合较好,证明该施工模拟方法的可行性;施工过程中箱梁的应力及位移在可控范围内,满足施工验收要求.该工作和研究成果对建筑工程中类似大型异形构件的设计和施工有重要的参考价值.     

考虑应力状态的二维混凝土碳化过程数值模拟

混凝土碳化过程的数值模拟为研究碳化机理、碳化影响因素、碳化过程与力的耦合作用等提供了新的定量分析工具.为定量分析应力状态对混凝土截面角部碳化发展的影响,建立了混凝土碳化过程的2维数值计算模型,使得混凝土组分、应力状态等影响可以得到定量考虑,并模拟应力状态下混凝土构件角部的碳化过程.详细介绍了这一模型的数值计算实现过程,研究了网格尺寸及时间步长对数值计算结果的影响.该模型数值计算结果与快速碳化试验和长期暴露碳化试验结果的对比验证了模型计算结果的准确性.最后,对某混凝土构件的角部混凝土碳化过程进行了数值分析.结果表明,混凝土截面角部双向碳化作用以及拉应力状态均会加速混凝土碳化,角部是整个构件截面碳化发展最为迅速的部位,其耐久性应当予以考虑.     

混凝土斜拉桥悬臂施工温度效应研究

通过对梅州城区广州大桥悬臂施工阶段温度效应的现场实测,得出大桥在施工过程中标高、索力、应力的温度影响规律。最后与有限元理论分析结果进行对比,验证理论计算的正确性,为施工监控提供依据。     

联络通道BIM 4D施工模拟与冻结温度场数值分析

为进一步加快冻结施工信息化应用,以北京地铁17号线区间联络通道冻结工程为背景,通过建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术对联络通道进行三维可视化设计,建立4D施工进度模型进行实时模拟施工与输出工艺动画;利用有限元软件ABAQUS对冻结温度场进行数值模拟,与现场实测温度对比分析温度场变化规律。结果表明：BIM 4D模拟可以对施工全过程进行动态控制,实现进度计划三维可视化;冻结壁厚度达到设计值以上,验证BIM技术冻结质量控制的可靠性;数值模拟计算温度结果与现场实测温度数据值基于一致,证明数值模拟分析冻结温度场的可行性。     

混凝土连续刚构桥箱梁的温度监测与分析

以观音沙大桥为背景,通过实验测试和计算分析,寻求有普遍意义的温度场分布规律和大跨度连续刚构桥施工过程中的温度效应.应用有限元软件ANSYS对温度场进行模拟,分析了太阳辐射、风速等边界条件和导热系数、比热等计算参数对温度场的影响,并提出了相应的建议值.模拟计算的温度场与实测温度场吻合得较好,根据模拟的温度场进行结构计算所得的应力和挠度也与实测值相当吻合,从而可以利用当地气象局实测的气象数据来实时模拟混凝土箱梁温度场并进行温度场的温度效应分析.     

大型汽轮发电机组基础动力特性灵敏度分析

利用空间梁单元建立汽机基座的动力学分析模型,并运用有限元数值模拟,对发电机框架式基础动力特性进行灵敏度分析,讨论汽机基座动力特性影响因素的敏感程度.结合国内某大型汽轮发电机组基础进行优化设计,得到了动力特性优良的汽机基座方案.通过与模型试验结果相比较,验证了有限元数值模拟的准确性和可行性.     

Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的数值模拟与工艺参数优化

根据钢管斜轧过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的轧制过程进行有限元数值模拟.通过模拟仿真计算,分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变分布的变化规律,通过将模拟结果与实测数据进行比较,验证了模型的可靠性.模拟结果表明,在轧制过程中孔型形状不当易造成双鼓形,整个轧制过程中最大轧制应力为403.4 MPa,最大等效应力值为231.8 MPa.     

公路隧道二衬砼开裂的施工因素分析及对策研究

文章针对公路隧道二衬砼裂缝的质量病害,从衬砌结构承受偏载和过大的温度和干缩应力两个方面,总结归纳了造成隧道二衬砼开裂的施工因素。开展有限元数值模拟计算,定量分析偏载和温度、干缩应力对二衬砼产生裂缝的影响,并提出规范施工、减少隧道二衬砼开裂的对策。     

断层周边应力场的原位实测及数值反演

在分析断层周边实测应力分布特点的基础上,通过建立ＦｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓＮｏ－ｔｅｎｓｉｏｎ参数式数值模型,采用位移不连续数值方法模拟评价了复杂断层扰动下的非均匀原岩应力场,得到了与实测应力分布特征高度吻合的计算结果,并比较分析了断层对其周边区域应力状态的影响．结果表明：原岩应力状态的空间分布主要受其邻近断层的支配,应力场的扰乱范围与断层的几何尺寸密切相关;非连续地层区域的原岩应力状态及应力扰乱程度随空间位置而异,具有各向异性及非线性的分布特征;由于断层对原岩应力的扰乱作用,有限“点”的实测值不能全面反映构造应力场的全貌,数值模拟是区域岩体应力场定量分析与评价的不可缺少的手法     

基于实桥测试的大跨度混合梁斜拉桥钢混结合段受力性能分析

为了研究大跨斜拉桥主梁无格室后承压板式钢混结合段的受力性能,并检验其纵向应力传递的可靠性,以大跨度混合梁斜拉桥(江顺大桥)为工程背景,通过实桥应变测试以及数值分析,研究其主梁的钢混结合段及相邻梁段在施工及运营过程中的应力分布情况。首先,对测试节段的钢板和混凝土的应变进行长期监测,获取钢混结合段、相邻钢箱梁加强段和预应力混凝土(PC)箱梁段的应力及分布规律,然后,采用ANSYS软件建立测试节段的局部三维精细有限元模型进行了数值分析,最后,将得到的有限元分析结果与实测数据进行对比。研究结果表明:钢混结合段及其相邻梁段在全测试过程中压应力水平都较低,其中最大钢板应力为-159.4 MPa,最大混凝土应力为-15.8 MPa,测试节段结构受力性能良好,不仅可以有效控制施工应力,而且在运营阶段仍能保持在原有的设计要求范围内。钢箱梁加强段上部各构件中上T肋的压应力水平最大,下部各构件中下U肋的压应力水平大于底板和下T肋,钢箱梁加强段的T肋和U肋可以有效地传递纵向应力,使桥梁刚度过渡平稳,协同受力情况良好。钢板应力与混凝土应力的有限元计算结果与实测结果基本吻合,且应力分布规律基本一致,表明钢混结合段局部有限元建模及边界条件合理,可以较为准确地模拟实桥钢混结合段的受力状态。     

冷弯薄壁C形钢的残余应力模拟

残余应力的存在会影响冷弯薄壁C形钢构件的整体稳定性。通过对冷弯残余应力的实测结果和分布规律进行分析,建立了接近实际的冷弯C形钢残余应力计算模型,创建能够描述残余应力分布和大小的初应力文件,通过ANSYS将该文件读入有限元构件计算出冷弯残余应力。计算结果与实测结果吻合良好,证明初始应力文件法模拟冷弯C形钢的残余应力是可行的。     

锤击打入桩与土的共同作用分析

用有限元法对单桩的锤击贯入过程进行了数值模拟,得到沉桩引起的土体应力反应峰值,并以此作为土的前期固结应力,进行使用桩土共同作用分析,得到桩基的承载特性,初步实现了在桩土共同作用分析中对沉桩影响的真正考虑,计算结果与实测结果的较好吻合验证了本文锤击沉桩数值模拟及考虑沉桩影响的桩土共同作用分析方法的可行性。     

空间管桁架钢结构体育馆吊装施工方案对比分析

空间管桁架钢结构施工过程中的事故时有发生，对其进行施工模拟分析有十分重要的工程意义.基于某大跨度空间管桁架钢结构体育馆项目，采用有限元软件Midas/Gen对其拟采用的3种不同施工方案进行了模拟分析，研究其在考虑“路效”和“时效”下不同吊装方案对主体钢结构受力、变形及支撑结构最大支反力的影响；同时，对考虑路径、时间效应所得模型与采用一次性加载法所得模型的计算结果进行了比较.结果表明：不同施工方案对结构构件的应力、变形影响显著；通过对比，可以得到主体钢构件最大应力、最大位移的发展趋势及最优施工方案；考虑路径效应的数值计算方法与一次性加载法得到的计算结果有所不同，前者更贴近结构实际施工状态.通过有限元法能有效提高工程项目施工过程的安全性，给实际施工提供理论依据，并为此类大跨度空间管桁架钢结构合理施工提供技术参考.     

润扬悬索桥扁平钢箱梁局部应力的测试与分析

为了计算钢箱梁的局部应力并与现场实测进行对比分析,基于子模型法提出了大跨悬索桥扁平钢箱梁应力分析的数值计算方法.以润扬悬索桥为例,建立全桥的整体结构尺度模型,并通过成桥试验验证了该模型的准确性.选取跨中钢箱梁建立局部构件尺度的精细模型.在局部模型的切割边界,应用子模型法衔接两尺度模型进行钢箱梁局部应力的数值计算,并与成桥静载试验的测试结果进行了对比分析.在此基础之上,系统地总结了大跨悬索桥钢箱梁结构在车辆荷载作用下的工作行为和受力性能.结果表明,钢箱梁顶板U形肋存在较大的应力变化幅值,应作为结构健康监测与疲劳状态评估的重点构件.     

混凝土厚壁箱形墩温度场观测与数值模拟

在现场实测温度资料的基础上,分析了某混凝土厚壁箱形墩在日照温差作用下的温度分布,并参照国内外规范及经验公式,用指数函数形式拟合出了最大温差时刻的温度梯度模式,分析结果对研究贵州地区混凝土墩柱结构的温度分布规律及同类型桥梁的设计和施工有一定的参考价值.采用有限元程序ANSYS对箱墩温度场进行了数值模拟分析,其理论计算结果与实测值吻合较好,从而证明了用ANSYS模拟温度场的可行性.该方法同样适用于同类型混凝土结构的温度场模拟.     

大跨径预应力混凝土连续梁施工监控分析

大跨径预应力混凝土连续梁挂篮悬臂浇筑施工过程中施工控制是一个复杂的动态系统工程,是实现大桥成桥线形、应力满足要求的重要手段,结合工程实例,介绍了连续梁挂篮悬臂浇筑施工时线形及应力监控的内容,并利用数值模拟的方法,对连续梁各个施工阶段进行了有限元仿真分析,并与实测数据进行了对比,结果显示监控结果满足规范要求.     

微型桩加固路堤边坡数值分析

该文结合朔黄铁路某工段微型桩现场试验实测,利用有限元差分软件对现场斜向微型桩试验进行数值模拟,详细介绍了有限元分析计算过程,分析了其在路堤边坡加固应用中的工作性能。通过有限元差分软件对微型桩加固路堤边坡进行数值模拟,探讨了微型桩在竖向附加载荷作用下的工作性能,分析了微型桩的各个参数变化对其加固效果的影响,为工程设计施工提供了理论依据。