混凝土强度理论及非线性分析-毛小勇-第一讲
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混凝土结构非线性分析课程报告姓名:学号:混凝土结构非线性分析课程报告目录1、结构非线性分析简介 (1)1.1 结构线性分析与非线性分析的区别 (1)1.2 非线性行为的原因 (1)1.3 非线性结构有限元分析中应注意的问题 (3)1. 4 钢筋混凝土结构非线性分析的意义 (4)2、混凝土结构非线性相关研究 (5)2。
1基于ABAQUS 纤维梁单元的钢筋混凝土柱受力破坏全过程数值模拟 (5)3、预应力混凝土结构非线性相关研究 (8)3.1 预应力混凝土结构非线性有限元分析 (8)3. 2预应力混凝土结构组合式非线性分析模型 (11)4、桥梁结构非线性相关研究 (13)4.1 钢筋混凝土纤维梁柱单元实用模拟平台 (13)4.2 预应力混凝土薄壁高墩刚构桥梁极限承载力分析 (16)5、总结与展望 (18)参考文献 (20)混凝土结构非线性分析课程报告1、结构非线性分析简介1.1 结构线性分析与非线性分析的区别线性分析在结构方面就是指应力应变曲线刚开始的弹性部分,也就是没有达到应力屈服点的结构分析非线性分析包括状态非线性,几何非线性,以及材料非线性结构线性分析与非线性分析的区别两者之间的区别其实很多,不过两个关键,一个是材料定义的时候不同,(材料属性根据需要设置,静力学分析一般只要弹性模量和泊松比,如果考虑体载荷或动力学分析还需要定义密度)。
另一个就是在求解设置选项的时候不同,因为非线性一般存在收敛困难的问题。
1.2 非线性行为的原因引起结构非线性的原因很多,主要可分为以下3种类型.(1)状态变化(包括接触)许多普通结构表现出一种与状态相关的非线性行为。
例如,一根只能拉伸的电缆可能是松弛的,也可能是绷紧的;轴承套可能是接触的,也可能是不接触的;冻土可能是冻结的,也可能是融化的.这些系统的刚度由于系统状态的改变而突然变化。
状态改变或许和载荷直接有关(如在电缆情况中),也可能是由某种外部原因引起的(如在冻土中的紊乱热力学条件).接触是一种很普遍的非线性行为,接触是状态变化非线性类型中一个特殊而重要的子集。
第2章 混凝土强度准则2.1 混凝土破坏曲面的特点及表述2.1.1 混凝土的破坏类型及其特点混凝土在复杂应力状态下的破坏比较复杂,如果从混凝土受力破坏机理来看,有两种最基本的破坏状态,即受拉型和受压型。
受拉型破坏以直接产生横向拉断裂缝为特征,混凝土在裂缝的法向丧失强度而破坏。
受压型破坏以混凝土中产生纵向劈裂裂缝、几乎在有方向都丧失强度而破坏。
无论何种破坏,均是以混凝土单元达到极限承载力为标志。
判断混凝土材料是否已达破坏的准则,称为混凝土的破坏准则。
从塑性理论的观点来看,混凝土的破坏准则(failure criteria of concrete )就是混凝土的屈服条件或强度理论。
由于混凝土材料的特殊、复杂而多变,至今还没有一个完整的混凝土强度理论,可以概括、分析和论证混凝土在各种条件的真实强度。
因此,必须考虑用较简单的准则去反映问题的主要方面。
目前仍把混凝土近似看成均质、各向同性的连续介质,如何可用连续介质力学分析。
如果以主应力来表示,混凝土的破坏曲面可以用式(1.2.13)表示。
由于混凝土的受拉强度相差颇大,其破坏与静水压力关系很大,所以其破坏曲面是以σ1=σ2=σ3为轴线为锥面,如图2.1.1(a )2.1.2 混凝土破坏曲面的特点及其表述图2.1.2(a )为主应力坐标系中混凝土破坏曲面的示意图。
三个轴坐标轴分别代表主应力σ1,σ2,σ3,取拉应力为正,正应力为负。
空间中与各坐标轴保持等距离的各点连线,称为静水压力轴(hydrostatic axis )。
静水压力轴上任意点的应力状态满足σ1=σ2=σ3,且任意点至坐标原点的距离均为σ13(或σσ3233,)。
静水压力轴通过坐标原点,且与各坐标轴的夹角相等,均为)(31cos 1-=α。
混凝土破坏曲面的三维立体图不易绘制,更不便于分析和应用,所以通常用扁平面或拉压子午面上的平面图形来表示[图2.1.1(b ),(c )]。
与静水压力轴垂直的平面称为扁平面(deviatoric planes )。
混凝土结构非线性分析及应用研究混凝土结构非线性分析及应用研究在建筑和结构工程领域,混凝土是一种被广泛应用的材料,其耐久性和可靠性使其成为许多重要工程项目的首选材料。
然而,由于混凝土的物理特性和力学行为的复杂性,对混凝土结构的分析和设计需要考虑非线性效应。
混凝土结构非线性分析及应用研究具有重要的实践意义和理论价值。
一、混凝土结构的非线性行为1. 应力-应变曲线在线性弹性阶段,混凝土的应力-应变关系可以近似为线性关系,但在超过一定应力水平后,混凝土会呈现非线性行为。
这主要是由混凝土的非弹性变形、破坏和裂缝扩展等因素引起的。
2. 剪切与抗剪强度混凝土的抗剪强度是非线性行为的重要体现。
在剪切过程中,混凝土的破坏形式包括切割破坏和剪切轴承破坏。
非线性分析可以将这些破坏模式考虑在内,提高结构的安全性和可靠性。
3. 封闭与裂缝在混凝土结构中,裂缝是无法避免的。
非线性分析可以研究混凝土裂缝的形成和扩展过程,为结构的维护和修复提供重要依据。
二、混凝土结构非线性分析的方法1. 离散元法离散元法是一种基于颗粒模型的非线性分析方法。
该方法可以模拟混凝土的非线性变形、裂缝形成与扩展等过程。
通过离散元法可以更真实地预测结构的力学行为,并对结构的抗震性能进行评估。
2. 有限元法有限元法是一种广泛应用的非线性分析方法,它可以分析混凝土结构的变形、应力分布和破坏形态。
通过有限元法可以得到结构的应变-应力关系曲线、破坏模式以及承载能力等重要参数,为设计和施工提供指导。
3. 增量动力分析增量动力分析是一种通过逐步施加地震荷载来评估结构的非线性响应方法。
通过该方法可以考虑结构的非线性行为和耗能能力,准确评估结构的抗震性能。
三、混凝土结构非线性分析的应用1. 抗震设计混凝土结构的非线性分析可以帮助工程师更好地评估结构的抗震性能。
通过模拟地震荷载作用下结构的非线性响应,可以预测结构的破坏模式、裂缝形态以及承载能力,从而指导工程师进行合理的抗震设计。
混凝土结构非线性分析技术规程一、前言混凝土结构非线性分析技术是针对混凝土结构在极限状态下的应力应变行为进行的一种分析方法。
该技术可以有效地评估混凝土结构在承受极限荷载时的变形、裂缝、破坏等问题,为混凝土结构的设计、施工和维护提供可靠的依据。
本规程旨在对混凝土结构非线性分析技术进行详细的介绍和规范,以保证分析结果的准确性和可靠性。
二、适用范围本规程适用于混凝土结构的非线性分析,包括但不限于高层建筑、桥梁、隧道、坝体等工程领域。
三、基本概念1. 非线性分析:指在结构超过弹性阶段后,结构的应力应变关系不再是线性的,需要采用非线性分析方法进行分析的过程。
2. 极限状态:指结构在承受极限荷载时,出现的最不利状态,此时结构的抗力和承载能力达到或接近极限。
3. 材料非线性:指材料在受力时,其应力应变关系不再是线性的,会出现一些非线性现象,如屈服、拉伸软化、压缩硬化等。
4. 几何非线性:指结构在承受荷载后,结构的形状和尺寸发生变化,导致结构的应力分布和应力应变关系发生变化的现象。
四、非线性分析方法1. 材料非线性分析方法(1)弹塑性分析方法:将材料的应力应变关系分为两个阶段,即弹性阶段和塑性阶段,分别采用弹性理论和塑性理论进行分析。
(2)本构模型分析方法:通过建立材料的本构模型,将材料的应力应变关系描述为一个函数,采用数值计算方法进行分析。
2. 几何非线性分析方法(1)几何非线性弧长法:将结构的形状和尺寸变化描述为一个曲线,通过数值计算方法求解。
(2)几何非线性切线法:通过将结构的形状和尺寸变化分解为多个小步骤,分别进行线性分析,最终得到非线性分析结果。
五、分析步骤1. 确定分析目标:根据工程需要确定分析目标,如评估结构的极限状态承载能力、评估结构的变形和裂缝情况等。
2. 建立分析模型:根据实际情况建立结构的有限元模型,并对模型进行验证。
3. 选择材料非线性模型:根据混凝土材料的性质选择合适的本构模型,并进行参数校准。
混凝土结构非线性分析方法技术规程一、前言混凝土结构非线性分析方法是结构工程领域的重要研究方向之一。
本规程旨在规范混凝土结构非线性分析的基本方法和步骤,并提供一些实用的技术指导,以保证分析结果的准确性和可靠性。
二、分析前的准备1. 确定分析目的和范围,包括所需分析的荷载类型、结构体系、应力水平等。
2. 确定混凝土材料的弹塑性模型,包括弹性模量、泊松比、屈服强度、极限强度等参数。
3. 确定钢筋材料的弹塑性模型,包括弹性模量、屈服强度、极限强度等参数。
4. 确定节点约束条件和荷载类型,包括节点位移约束、单点荷载、面荷载等。
三、非线性分析步骤1. 确定初始状态:包括结构的几何形态、材料性质、节点约束条件和荷载类型等。
2. 进行线性分析:采用有限元方法进行线性分析,得到结构的初始应力和应变状态。
3. 定义非线性模型:根据混凝土和钢筋的材料模型,定义非线性分析模型。
通常采用基于材料本构关系的非线性模型,如三轴本构模型、Drucker-Prager模型等。
4. 应用荷载:根据分析目的和范围,应用相应的荷载。
采用分布式荷载时,需进行等效荷载处理。
5. 进行非线性分析:采用有限元法进行非线性分析,求解结构的应力和应变状态,得到结构的非线性响应。
6. 分析结果的处理:对分析结果进行处理,包括应力、应变、位移等参数的提取和分析,以及结构的破坏模式和破坏机理的分析。
7. 结果的评价和调整:对分析结果进行评价和调整,如确定应力水平是否满足设计要求,是否需要进行加固措施等。
四、注意事项1. 在进行非线性分析前,需对结构进行充分的线性分析,得到准确的初始状态。
2. 在定义非线性模型时,需充分考虑混凝土和钢筋的材料本构关系,以及结构的实际受力状态。
3. 应用荷载时,需根据实际情况进行等效荷载处理,以保证分析结果的准确性。
4. 在进行非线性分析时,需采用适当的计算方法和程序,以保证分析结果的可靠性和准确性。
5. 对分析结果进行处理时,需充分考虑结构的实际情况和设计要求,以保证分析结果的合理性。
混凝土结构的非线性分析原理与应用一、引言混凝土结构是建筑设计中最常用的结构类型之一,它具有强度高、耐久性好等特点。
在工程实际中,混凝土结构承受着各种静、动载荷,而这些载荷可能会导致结构产生非线性变形,为了更好地了解混凝土结构的变形和破坏特性,在工程设计中需要进行非线性分析。
本文将详细介绍混凝土结构的非线性分析原理与应用,包括非线性分析的基本概念、模型假设、材料本构关系和分析方法等。
二、非线性分析的基本概念非线性分析是指在考虑结构变形具有非线性特性的情况下对结构进行分析。
一般情况下,结构的变形可以分为线性变形和非线性变形,其中线性变形是指结构变形与荷载之间呈线性关系,而非线性变形则是指结构变形与荷载之间呈非线性关系。
在非线性分析中,需要考虑结构的非线性特性,包括材料的非线性、几何的非线性和边界条件的非线性等。
其中,材料的非线性主要是指混凝土材料的本构关系是非线性的,几何的非线性则是指结构在变形过程中的形状发生了变化,而边界条件的非线性则是指结构的支承和约束条件的变化。
三、非线性分析的模型假设在进行非线性分析时,需要建立相应的模型来描述结构的变形和破坏过程。
一般情况下,混凝土结构的模型假设包括以下几个方面:1.弹性模量在弹性阶段,混凝土材料的本构关系是线性的,因此可以采用弹性模量来描述材料的刚度特性。
2.材料的本构关系在非弹性阶段,混凝土材料的本构关系是非线性的,需要采用相应的本构模型来描述。
目前常用的混凝土本构模型包括弹塑性模型、本构软化模型和本构损伤模型等。
3.几何的非线性在变形过程中,结构的形状和尺寸会发生变化,因此需要考虑几何的非线性。
通常采用有限元方法来对结构进行离散化,然后通过迭代计算求解结构的变形和应力分布。
4.边界条件的非线性在非线性分析中,需要考虑结构的支承和约束条件的变化,这也是边界条件的非线性。
一般情况下,可以采用随机载荷法或步进载荷法来进行分析。
四、材料本构关系混凝土材料的本构关系是非线性的,主要表现为弹性阶段和非弹性阶段。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。