ANSYS——预应力施加方法
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ANSYS施加预应力方法.pdf 预应力计算与施加方法1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 预应力计算2.1 荷载和结构特性的分析2.2 预应力力的确定2.2.1 混凝土材料的特性2.2.2 预应力拉索的特性2.2.3 预应力锚固件的特性2.3 预应力计算方法2.3.1 预应力力的计算2.3.2 预应力拉索的数量和位置计算 2.3.3 预应力锚固件的数量和位置计算2.4 预应力设计的验算2.4.1 预应力计算的验算2.4.2 预应力构件的设计验算3. 预应力施加方法3.1 预应力施加前的准备工作3.2 预应力施加设备和工具3.3 预应力施加步骤3.3.1 拉索的引入和锚固3.3.2 预应力拉伸和固定3.4 预应力施加过程的控制与监测3.5 预应力施加后的处理4. 结论5. 参考文献附件:预应力计算工具法律名词及注释:- 预应力:在施加正常工作荷载之前,在构件内减小或平衡由荷载引起的应力的一种应力状态。
- 混凝土:由水泥、沙、石等原料按一定的比例和工艺制成的人工块状建筑材料。
- 拉索:用于施加预应力的高强度钢丝或钢带。
- 锚固件:连接预应力拉索与构件的装置,用于锚固预应力。
- 验算:通过计算和分析来检验设计、计算结果或工程结构的合理性和安全性。
ANSYS流体模拟与优化1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 流体模拟的基本理论2.1 流体力学基础2.1.1 流体的定义和性质2.1.2 流体的运动方程2.1.3 流体力学的数值解法2.2 数值计算方法2.2.2 有限元法2.2.3 有限体积法2.3 边界条件的设置2.3.1 进出口边界条件 2.3.2 壁面边界条件 2.4 网格划分与2.4.1 网格划分方法2.4.2 网格工具3. 流体模拟的实施步骤3.1 准备工作3.1.1 模型的导入3.1.2 几何模型的准备 3.2 流体模拟参数的设置 3.2.1 计算条件设置 3.2.2 材料属性设置 3.3 模拟计算的执行3.3.2 迭代计算3.4 结果分析与后处理3.4.1 流场的可视化3.4.2 数据分析4. 优化设计基础4.1 多目标优化4.1.1 目标函数的定义 4.1.2 约束条件的设置 4.2 优化算法4.2.1 遗传算法4.2.2 粒子群优化算法 4.3 ANSYS中的优化设计流程 4.3.1 参数化建模4.3.2 优化设置4.4 结果分析与优化方案选择5. 结论6. 参考文献附件:模拟结果及优化方案法律名词及注释:- 流体力学:研究流体运动规律和流体受力及变形的力学分支学科。
文章来源:安世亚太官方订阅号(搜索:peraglobal)在使用ANSYS进行结构分析时,可以把初始应力指定为一项载荷,但只能在静态分析和瞬态分析中使用(分析可以是线性,也可以是非线性),初始应力载荷只能施加在分析的第一个载荷步中,执行初始应力命令一次以上将覆盖先前的初始应力指定。
初应力载荷可以是初应力,初应变或者初塑性应变。
初应力命令如下:INISTATE, Action, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7, Val8, Val9其中Action可以为:各个动作对应的用法如下:INISTATE, SET, Val1, Val2INISTATE, DEFINE, ELID, Eint, Klayer, Parmint, Cxx, Cyy, Czz, Cxy, Cyz, CxzINISTATE, WRITE, FLAG, , , , CSID, DtypeFLAG –等于1即输出初始状态文件, 或等于0则不输出初始状态文件CSID–定义初始状态的坐标系:0 (默认)——对实体单元在整体笛卡尔坐标系中写-1 (或MAT)——在材料坐标系中写-2 (或ELEM)——对杆,梁和层单元在单元坐标系中写Dtype–设置写入ist文件中的数据类型:S ——输出应力EPEL——输出应变EPPL——输出塑性应变INISTATE, READ, Fname, Ext, Path从单独的初始状态文件中读取初始状态数据,初始状态文件名(fname),后缀名(ext), 路径(path).初始状态文件必须是一个用逗号隔开的ASCII码文件格式。
对每个应力/应变项包含单独的行,每行的列用逗号隔开。
INISTATE, LIST, ELID对编号为ELID的单元列出初始状态数据。
如果ELID为空,则对所有已选择的单元列出初始状态数据。
INISTATE, DELE, ELID删除编号为ELID的单元的初始状态数据。
在ansys软件中预应力施加方法的探讨文档1:正文:1. 背景介绍本文介绍在ANSYS软件中预应力施加的方法。
预应力是一种将力施加于结构中的技术,旨在提高结构的强度和稳定性。
在工程实践中,预应力常常被用于加固桥梁、建筑物和其他重要结构中。
在ANSYS软件中,我们可以使用不同的方法来施加预应力,以模拟实际工程中的情况。
2. 预应力施加方法2.1 预应力施加的原理预应力施加的原理基于施加内部张力来抵消外部荷载引起的压缩力。
通过施加张力,结构的强度和稳定性得到了提高。
2.2 紧固力法紧固力法是一种常见的预应力施加方法。
该方法通过施加预拉力,并通过紧固装置将预拉力传递到结构中。
在ANSYS软件中,我们可以使用约束条件将结构的末端约束为预设的预拉力值,从而实现这种施加方法。
2.3 弹性支承法弹性支承法是另一种常用的预应力施加方法。
该方法通过在结构上施加预加载,以模拟实际应力条件。
在ANSYS软件中,我们可以使用节点力的施加来实现这种方法。
通过设置节点上的力,我们可以模拟预加载的效果。
3. 模拟实例本部分将通过一个简单的实例来演示在ANSYS软件中如何施加预应力。
我们将创建一个简单的桥梁模型,并通过紧固力法和弹性支承法来施加预应力。
我们将比较两种方法的效果,并讨论其优缺点。
4. 结论本文介绍了在ANSYS软件中预应力施加的方法。
通过紧固力法和弹性支承法,我们可以模拟实际工程中的预应力施加情况。
根据我们的实例演示,两种方法都有效,并可以提高结构的强度和稳定性。
选择何种方法应根据具体工程的要求进行决定。
附件:无法律名词及注释:无文档2:正文:1. 引言预应力是一种常用的结构加固方法,旨在提高结构的承载能力和稳定性。
在ANSYS软件中,我们可以使用不同的方法来施加预应力。
本文将详细介绍在ANSYS软件中预应力施加的方法及其应用。
2. 施加预应力的原理预应力施加的原理基于利用内部张力来抵消外部荷载引起的压缩力。
通过施加预应力,结构的受力状态得到了改善,强度和稳定性得到了提高。
预应力的施加方法预应力是通过将钢筋在混凝土预应力构件内部施加拉力,从而产生压应力的一种施加方法。
预应力技术的应用可以有效地提高混凝土结构的承载能力、抗震性能和耐久性,广泛应用于桥梁、建筑物等工程领域。
预应力的施加方法主要有两种:预应力预制和动态施加预应力。
1. 预应力预制方法预应力预制是指在混凝土构件浇筑前,先施加预应力力量将钢筋拉紧,然后再将混凝土浇筑在预应力钢筋上。
预应力预制的主要步骤如下:(1)设计预应力构件根据工程需要,确定构件的尺寸、形状等参数,并结合受力分析和计算,确定预应力设计方案。
预应力设计需要考虑构件受力状态、荷载情况、混凝土性能等因素。
(2)制作预应力钢束根据设计要求,在工厂制作预应力钢束,一般采用高强度钢材,如普通高强度钢丝、螺旋肋钢筋等。
预应力钢束一般为直径为12mm~31.8mm的钢筋。
(3)固定预应力钢束将预应力钢束按设计要求布置在混凝土构件内,一般采用预留孔或放置金属套筒的方式将预应力钢束固定在构件中。
(4)拉紧预应力钢束在混凝土浇筑前,使用专用的拉紧设备对预应力钢束进行拉紧,施加预应力力量。
(5)浇筑混凝土在预应力钢束拉紧后,将混凝土浇筑在预应力钢束上,同时采取措施确保混凝土的均匀浇筑和充实。
(6)维持预应力力量在混凝土达到规定强度后,除去拉紧设备,让预应力钢束产生的压应力转移到混凝土中,并通过预应力钢束与混凝土之间的粘结力进行传递。
维持预应力力量的稳定,可以采取喷涂保护层、加固承台等措施。
2. 动态施加预应力方法动态施加预应力是指在混凝土构件已经施工完成后,通过施加动态荷载或其他外力作用的方式,使构件产生预应力。
(1)动载施加方法在结构施工完成后,在结构上施加动载荷,如车辆荷载、风荷载等。
通过动载荷施加,结构产生位移,从而使结构内的钢筋受到拉力作用,产生预应力效应。
(2)快速往复施加方法在结构施工完成后,通过快速往复施加外力的方式,使结构内的钢筋受到拉力作用,产生预应力效应。
工程设计GO N GC H E N GS H E J I付永强,等:预应力混凝土结构施加预应力的Ansys 模拟784 《工程与建设》 2008年第22卷第6期收稿日期:2008209209;修改日期:2008209224作者简介:付永强(1982-),男,山东滨州人,合肥工业大学硕士生,助理工程师;胡 成(1965-),男,安徽休宁人,博士,合肥工业大学副教授.预应力混凝土结构施加预应力的Ansys 模拟付永强1, 张小水2, 胡 成1(1.合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009;2.山东省滨州市建筑设计研究院,山东滨州 256613)摘 要:文章介绍了在Ansys 中进行预应力混凝土结构分析时的两种建模方法,如何实现对预应力结构施加预应力以及如何处理计算过程中的预应力损失;通过算例说明了曲线预应力筋定位和初始应变扩大系数K 的确定方法。
关键词:Ansys 预应力;初始应变扩大系数K ;生死单元;预应力损失中图分类号:TU378.1 文献标识码:A 文章编号:167325781(2008)06207842030 引 言当今,预应力混凝土结构应用十分广泛,预应力的施加使得其力学性能更加复杂。
Ansys 是进行结构有限元分析的有效工具,它有着大量的单元可供选择,并具有非常完备强大的前处理和后处理功能,可用于预应力混凝土结构的计算分析。
当用Ansys 对预应力结构进行分析时,如何施加预应力以及如何考虑预应力的损失就显得特别重要[1]。
1 两种建模方法在有限元分析中,预应力混凝土结构有两种分析方法:等效荷载法和实体力筋法。
(1)等效荷载法。
该方法用一组“等效荷载”替代预应力筋的作用施加到结构上,因此进行结构分析时对单元基本上没有限制。
等效荷载法的优点是建模简单,不必考虑预应力筋的具体位置,网格划分简单。
(2)实体力筋法。
该方法对预应力混凝土结构的应力分析能够更为精确地模拟,在力学模型上有3种分析方法:实体切分法、节点耦合法和约束方程法。
ansys中预应力施加方法一:ANSYS中预应力施加方法1. 概述1.1 背景1.2 目的2. 预应力计算2.1 弹性力学原理2.1.1 应力应变关系2.1.2 材料力学性质2.2 预应力设计参数2.2.1 预应力引入方法2.2.2 预应力计算公式2.3 预应力计算示例2.3.1 弯曲构件的预应力计算2.3.2 拱坝的预应力计算3. 预应力施加方法3.1 预应力施加工艺3.1.1 钢束制作3.1.2 钢束张拉3.1.3 预应力锚固3.2 预应力施加设备3.2.1 钢束张拉机3.2.2 预应力锚具4. 模拟预应力施加过程4.1 模型准备4.2 材料定义4.3 边界条件设置4.4 预应力施加模拟步骤5. 结果分析5.1 受力分析5.2 位移分析5.3 应力分析7. 参考文献附件:1. 示例计算表格2. 钢束张拉操作手册法律名词及注释:1. 预应力:指在混凝土构件内或外部施加的预先作用力,以提高构件的承载能力和抗裂性能。
2. 弹性力学:研究物体在受力作用下的变形规律的一门力学学科。
3. 材料力学性质:指材料的力学性能,如弹性模量、抗压强度等。
4. 预应力引入方法:指预应力施加的方式,如张拉预应力、粘结预应力等。
5. 位移分析:对构件在受力过程中的位移和变形进行分析和评估的过程。
二:ANSYS中预应力施加方法1.1 背景1.2 目的2. 弹性力学理论2.1 应力应变关系2.2 材料力学性质3. 预应力设计参数3.1 预应力引入方法3.2 预应力计算公式4. 预应力计算示例4.1 桥梁预应力计算4.2 建筑结构预应力计算5. 预应力施加工艺5.1 钢束制作5.2 钢束张拉5.3 预应力锚固6. 模拟预应力施加过程6.1 模型建立6.2 材料定义6.3 载荷施加6.4 后处理分析7. 结果分析7.1 受力分析7.2 位移分析7.3 应力分析8. 结论附件:1. 预应力计算表格范例2. 预应力施工操作指南法律名词及注释:1. 预应力:在混凝土结构中施加上一定的预应力,以减小结构在使用荷载下产生的变形,提高其抗震性、抗裂性和承载能力。
ANSYS——预应力施加方法一、预应力的基本概念预应力是指在结构承受荷载之前,预先对其施加的压力或拉力。
通过施加预应力,可以提高结构的承载能力、抗裂性能和刚度,从而优化结构的性能。
在实际工程中,预应力结构广泛应用于桥梁、建筑、水利等领域。
例如,预应力混凝土桥梁通过在混凝土中预先施加拉力,有效地减小了混凝土在使用过程中的拉应力,提高了桥梁的跨越能力和耐久性。
二、ANSYS 中预应力施加方法的分类在 ANSYS 中,预应力的施加方法主要可以分为以下几类:1、初应变法初应变法是将预应力等效为初应变施加在结构上。
通过计算预应力筋的伸长量,并将其转换为初应变,然后在有限元模型中施加相应的初应变。
这种方法相对简单,但在处理复杂的预应力结构时可能不够精确。
2、降温法降温法基于热胀冷缩的原理。
假设预应力筋的拉伸变形是由于温度降低引起的收缩。
通过计算预应力筋的伸长量,根据材料的热膨胀系数和温度变化量,确定降温值,并在有限元模型中对预应力筋所在的单元施加相应的温度降低。
这种方法在实际应用中较为常见,尤其适用于线性分析。
3、等效荷载法等效荷载法将预应力转化为等效的节点荷载或单元荷载施加在结构上。
通过分析预应力筋的布置和张拉力,计算出等效的荷载值,并在模型中相应的位置施加。
这种方法在一些简单的预应力结构分析中较为方便,但对于复杂的结构可能会导致较大的误差。
4、生死单元法生死单元法是先建立预应力筋的模型,在施加预应力的过程中将其激活,从而实现预应力的施加。
这种方法适用于模拟预应力筋与混凝土之间的相互作用,但计算量较大,对计算机性能要求较高。
三、不同预应力施加方法的应用场景和优缺点1、初应变法应用场景:适用于简单的预应力结构,如单向预应力梁。
优点:计算简单,容易实现。
缺点:对于复杂的预应力分布和非线性问题,精度较低。
2、降温法应用场景:广泛应用于各类预应力结构的线性分析。
优点:计算精度较高,能够较好地模拟预应力的效果。
缺点:对于非线性材料和复杂的边界条件,可能需要结合其他方法进行修正。
ANSYS加载预应力的方法加载预应力的方法:1 直接加载预应力利用ANSYS中的ISTRESS命令,该命令的使用格式如下:ISTRESS,Sx,Sy,Sz,Sxy,Syz,Sxz,MAT1,MAT2,MAT3……其中Sx,Sy,Sz,Sxy,Syz,Sxz代表各个方向预应力值,MAT1,MAT2,MAT3……分别代表需要施加预应力的材料。
2 等效力法即对结构加等效荷载,可以把预应力等效成集中力进行偏心施加,也可以等效成集中力加一个等效的弯矩进行轴心施加,其命令格式如下:F,NODE,Lab,VALUE1,VALUE2,NEND,NINC其中,Lab代表外力的形式(可取FX,FY,FZ,MX,MY,MZ)。
3 等效应变法通过对结构约束、定义实常数的方法,使结构中产生与预应力相当的应变,从而得到间接施加预应力的目的,这种方法需要建立单元来模拟钢筋,在实常数(Real)中对参数进行定义,得到施加预应力的目的。
其输入格式如下:MP,Lab,MAT,C0,C1,C2R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5其中,Lab代表材料特性的类别,可取Lab=EX、EY、EZ、DENS等等;MAT代表材料类型码,属于ITYPE;C0代表材料特性类别的值;NSET代表该Real Constant的号码,通常从1开始;R1–R5代表所定义元素类型几何特性的值,不同的单元有不同的输入格式,对应于LINK8,R1为材料的面积,而R2为材料的初始应变。
4 等效温度法通过设定各向异性的温度应变系数,在给定的温度变化下获得一定的应变,从而产生想要达到的预应力效果,其实这种方法在原理上和上一种方法是一致的。
同样需要建立一种单元来模拟钢筋,在MP命令中进行参数设置,其输入的格式见上,GUI模式下的路径也一样,只是所设定的参数有所不同而已,用等效温度法,例一中的预应力施加,用LINK8来模拟预应力筋,假定弹性模量E=2.0E11,热膨胀系数ALPX=0.225E-4,面积为0.0056m2,则参考温度为504000/2.0E11×0.0056×0.225E-4=20,其命令格式如下[2] [3]:MP,EX,2,2.0e11Mp,ALPX,2,0.225e-4Mp,REFT,2,20R,1,0.0056其中ALPX为材料的热膨胀系数,只与材料的种类有关,属于材料特性,应变/温度;REFT 为参考温度,取正值时表示降温,否则为升温。
ANSYS——预应力施加方法各家汇集拜年帖1-----预应力混凝土分析中等效荷载法与其它作者:三月雨众所周知,在ANSYS中,预应力混凝土分析(有粘结)可采用等效荷载法和实体力筋法。
所谓等效荷载法,就是将力筋的作用以荷载的形式作用于混凝土结构;所谓实体力筋法就是用solid模拟混凝土,而link模拟力筋。
1 等效荷载法的优缺点优点是建模简单,不必考虑力筋的具体位置而可直接建模,网格划分简单;对结构的在预应力作用下的整体效应比较容易求得。
其主要缺点是:①等效荷载法没有考虑力筋对混凝土的作用分布和方向,力筋对混凝土作用显然在各处是不同的,等效荷载法则无法考虑;水平均布分量没有考虑。
②对某些线形的力筋模拟困难,例如通常采用的是直线(较短)+曲线+直线(很长)+曲线+直线(较短),这种形式的布筋等效起来麻烦,且可能不合理。
③难以求得结构细部受力反映,否则荷载必须施加在力筋的位置上,这又失去建模的方便性。
④在外荷载作用下的共同作用难以考虑,不能确定力筋在外荷载作用下的应力增量。
⑤对张拉过程无法模拟。
⑥无法模拟应力损失引起的力筋各处应力不等的因素。
其最大的一个缺点是:较粗!得到的结果与实际情况误差较大!最近做了点实际计算,经过比较发现,结果与实际的误差相差较多(可能是特例),所以采用该方法需要谨慎和校验一下。
2 实体力筋法的优缺点将混凝土和力筋划分为不同的单元,预应力的模拟可以采用降温方法和初应变方法。
降温方法比较简单,同时可以模拟力筋的损失,单元和实常数几种即可;初应变通常不能考虑预应力损失,否则每个单元的实常数各不相等,工作量较大。
可消灭等效荷载法的缺点。
但建模工作量似乎要大些。
拜年帖2-----预应力混凝土分析中实体力筋法的ansys处理过程有两种处理方法,一是体分割法,二是采用独立建模耦合法。
1 体分割法用工作平面和力筋线拖拉形成的一个面,将将体积分割(divide),分割后体上的一条线定义为力筋线。
这样不断分割下去,最终形成许多复杂的体和多条力筋线,然后分别进行单元划分,施加预应力、荷载、边界条件后求解。
这种方法是基于几何模型的处理,即几何模型为一体,力筋位置准确,求解结果精确,但当力筋线形复杂时,建模特别麻烦。
2 独立建模耦合法该法的基本思想是实体和力筋独立建几何模型,分别划分单元,然后采用耦合方程将力筋单元和实体单元联系起来,这种方法是基于有限元模型的处理。
其基本步骤如下:①建立实体几何模型(不考虑力筋);②建立力筋线的几何模型(不考虑体的存在);③将几何模型按一定的要求划分单元(这时也是各自独立的);④选择所有力筋线;⑤选择与上述力筋相关的节点(nsll命令),并定义选择集;⑥将上述力筋节点存入数组;⑦选择所有节点,并去掉⑤中的节点集(这时是除力筋节点外的所有节点);⑧按力筋节点数组搜寻所有最近的实体节点号,并存入数组中;⑨耦合力筋节点与最近的节点,一一耦合(cp命令)(不能使用cpintf命令,这样可能耦合其它节点,且容易不耦合)⑩选择所有,并施加边界条件和荷载,可以求解了。
这种方法建模特别简单,耦合处理也比较简单(APDL要熟悉些),缺点是当实体单元划分不够密时,力筋节点位置可能有些走动,但误差在可接受范围之内!这种方法是解决力筋线形复杂且力筋数量很多时的较佳方法。
预应力简支梁弹性分析--体线独立耦合法示例!-----------------------------------------/prep7eg=2e5ag=140eh=4e4r0=9345yyl=200000et,1,link8et,2,solid95r,1,ag,yyl/eg/ag*1.036258r,2mp,ex,1,egmp,prxy,1,0.3mp,ex,2,ehmp,prxy,2,0.2blc4,,,100,200,3000/view,1,1,1,1/ang,1vplot!------------定义力筋线ksel,all*get,kp0,kp,0,num,maxlsel,nonek,kp0+1,50,160k,kp0+2,50,160,3000k,kp0+3,50,800,1500larc,kp0+1,kp0+2,kp0+3,r0kdele,kp0+3*get,line1,line,0,num,min!-------------定义约束lsel,s,loc,z,0lsel,r,loc,y,0dl,all,,uylsel,s,loc,z,3000lsel,r,loc,y,0dl,all,,allallsel,all!-----------单元划分lsel,s,,,line1lesize,all,,,50lmesh,allvsel,allvatt,2,2,2lsel,s,loc,z,0lsel,r,loc,y,10,140 lesize,all,,,8lsel,s,loc,z,0lsel,u,loc,y,10,140 lesize,all,,,4lsel,s,loc,y,0lsel,r,loc,x,0lesize,all,,,50vsweep,allallsel,all!耦合自由度lsel,s,,,line1nsll,s,1cm,cmljnod,node*get,max1,node,0,count *dim,ojd,,max1*dim,jd,,max1*get,nod1,node,0,num,min ojd(1)=nod1*do,i,2,max1ojd(i)=ndnext(ojd(i-1))*enddoallsel,allnsel,allcmsel,u,cmljnod*do,i,1,max1nod1=ojd(i)j=nnear(nod1)jd(i)=j*enddonsel,allji=1*do,i,1,max1cp,ji,ux,ojd(i),jd(i)cp,ji+1,uy,ojd(i),jd(i) cp,ji+2,uz,ojd(i),jd(i)ji=ji+3*enddoji=i=max1=nod1=ojd=jd=j=ag=eg=eh=kp0=r0=yyl=line1=finish/solusolvefinish/post1pldisp,1etable,sigi,ls,1plls,sigi,sigi,1模拟预应力主要分为两大块:一.模拟预应力的张拉过程;二.模拟预应力在结构中的作用.对于一比较复杂,需要考虑摩擦,主要问题是参数的选取,而不是如何建立模型的问题,具体参数需要大量的试验才能确定.对于二是结构分析比较关心的问题,不论采用耦合、共用节点,约束方程,主要问题是力的传递路径是否正确,以及预应力的分布是否正确。
对于体外索,整根预应力束应力相同,可以采用统一的初始应变,或着降温,中间节点在和转向器连接的地方放松纵向自由度,径向同转向器节点耦合。
而对于体内束,不管先张、后张,结构形成以后预应力和混凝土已经固节(除非你分析极限承载力,考虑滑移),预应力节点和混凝土节点应该完全耦合。
其主要问题是整个预应力束的预应力分布如何模拟,施加分段初应变是可取的,但是比较繁琐(但完全可以很好的控制)。
还有一个问题,就是初应变的大小如何确定,实际上,确定初应变的大小就是模拟张拉的一个过程,我们最终要的是存留值,要想精确模拟所以必须通过反复调整初应变来模拟混凝土梁的弹性压缩损失。
还有“有限元梁杆组合结构分析方法”分别用梁单元模拟混凝土梁,用杆单元模拟预应力筋.梁与杆之间的连接方式采用刚臂或约束方程,即梁两端为固接,杆两端为铰接,确保在杆上施加的预应力可以传递到梁两端,同时梁的变形对预应力的影响也可以通过杆表现出来,由此形成钢筋混凝土梁的梁杆组合结构.预应力通过初应变或降温法使杆产生收缩应变以模拟预应力筋张拉,杆收缩对梁的轴力和弯矩作用可通过约束方程或刚臂传递到梁两端.设杆轴力为T,则对梁两端的轴力和弯矩分别为F=T;M=Ta.梁杆组合结构分析方法的实质是利用杆施加预应力取代等效载荷,这样不仅可以解决梁截面特性随预应力筋的加入而改变的问题,而且使预应力效应可以动态响应结构变化.这种方法比等效载荷法更接近实际,精度更高.预应力筋张拉模拟采用降温法模拟预应力张拉.对先张法预应力混凝土,一次降温可模拟张拉过程;对后张法预应力混凝土,由于降温模拟张拉过程中结构会发生相应变化,因此一次降温模拟难以达到预期张拉力,可以通过降温迭代方法来达到预期值.而对于弹性压缩损失,则可利用单元生死技术模拟分批张拉有效计入个人愚见:等效荷载做分析,对于直线筋,模型整体分析显然是适用的,做局部分析也可以;对于曲线筋无法模拟损失及应力分布情况,不适用。
温度模拟预应力实际上是有问题的,从计算理论上可知,即使对于不考虑摩察损失的直线筋,若钢筋与梁体分离仅仅梁端耦合,本质上与等效荷载法完全一致;若不只是梁端耦合,那么降温过程,无法模拟张拉钢筋的滑移,对于曲线筋,无法模拟预应力钢筋的损失及梁体受到切向摩察的应力分布情况,所以应该说用温度模拟预应力是有很大的问题的。
初应变模拟钢筋与温度类似,若要研究梁体局部应力分布情况,与降温法一样无法模拟。
模拟出的结论对梁的跨中截面而言可能正确的,但离开跨中,有摩察和滑移地方不正确,并且越离跨中远误差越大。
所以很多分析都是针对跨中数据的检验,好像正确(跨中刚好对称),若对离开跨中一段距离进行分析,就会发现不正确。
所以若要对梁体进行局部应力分布分析,要考虑滑移和摩察的切向影响后,就会发现问题。
所以实际用ANSYS计算的预应力效果不如用结构设计原理和规范计算结果准确。
桥梁博士是采用设计原理和规范计算方法,所以比较准确。
正在做连续梁桥的悬臂施工仿真分析,对于三向预应力钢筋的模拟是一个很关键的问题,总结了一些自己的体会.1;用面面切割体生成线是很方便也是比较理想的,能准确的模拟力筋的位置,对线型把握得很好,但要考虑一个问题就是在力筋线很多,而模型本身又不是很规整的情况下会造成切割成太多的小实体(比如横向,竖向的钢筋靠得很近而且又多),在分网的时候就会出现问题以致没法做下去.2:等效荷载法是一种很传统的方法,很多桥梁分析软件在考虑预应力的时候是在平面杆系结构中用等效荷载来做的..我觉得在做整体分析是用它来分析应该是可以的.要做局部分析的话,不是很好;比如在做箱梁分析的时候,纵向的预应力钢筋长而且线型复杂.用这种方法是不行的.而在考虑竖向钢筋的时候,直筋而且不是很长,(LMAX=4M)采取等效荷载法来做. 3: 当预应力筋的线型比较复杂,实体和预应力筋单独建模,分网,用约束方程法来做不错,我在考虑腹板的纵向预应力筋的时候就是这样来做的4;在同一个模型中结合上面的三种方法来做,说来也是没办法啊,在用方法一实在是做不下去了,就用综合后面的方法来做,不过最后还算可以.5;预应力的损失如何算,就按规范来做吗,可不可以用ANSYS来做这方面的分析,希望有更多的人来探讨6.一点拙见,希望各位指教.在ansys中施加预应力好像是个蛮重要的问题,希望大伙能仁者见仁智者见智。