刚构桥的局部应力分析

可以这样来做 1）选定要做局部分析的部分，根据梁高、宽度，根据圣维南原理考虑边界效应的影响范围，多取出几个节段。 比如0#块，建议取到2号块（当然考虑梁高、宽等实际情况）。 2）提取相应边界上的midas计算结果，弯矩、剪力、轴力，预应力损失等等。 3）按照选用的节段建立实体单元模型，将提取的midas结果施加到实体模型上。弯矩的施加可以采用顶底板的轴力差来完成。 注意：主要控制的因素为两点 1）钢束的有效应力 2）实体单元边界上的弯矩、轴力。 3）个人认为剪力的影响不是很大。 先谢过楼上的回复 接着问几个问题：

1.比如我要模拟零号块的预应力钢束布置，除了本身就锚固在零号块外侧截面的钢束（属于0#块）外，是否也需要模拟所有穿过零号块的钢束（比如2#、3#。。。22#钢束，假如是的话，模拟的方法是不是在0#块外侧截面把这些钢束截断当成直线钢束模拟即可。（按照你所说的控制因素之一，保证是有效的预应力） 2.这种局部分析是遵循圣维南原理的，你所提到的注意实体单元边界上的弯矩、轴力，就是要满足静力等效这个条件吧。但是假如剪力影响不大的话，我想求得局部实体单元的主应力，那不是就不准了吗？此外，我算的桥是一曲线连续刚构，因此在截断的截面处还有扭矩。那扭矩应该如何加在局部模型上呢？ 3.静力等效还好理解，应该也能实现。对于零号块而言，可以把墩也建出来，只要对墩底实施位移边界条件的约束即可。那么对于我所提到的1/4跨处截面而言，我把该截面两侧的梁段取成实体后，该局部分析模型的位移边界条件应该如何取得呢？之所以我想对1/4跨处截面进行分析，是因为该桥为曲线桥，为了减小畸变对结构的影响，不仅在墩顶处，1/4跨处截面也设置了横隔板。 话可能比较长，但是意思应该都表达清楚了。 1、可以做成直束。 2、我当时做的是跨中合拢段的分析，边界条件是这样的 约束跨中截面的纵桥向位移和横桥向位移，约束梁段部截面的竖向位移 那么我们所施加的沿竖向的剪力就作用在了竖向的约束上，所以不起作用，呵呵，所以我说影响不大。 当然要具体情况具体分析，在0#的边界条件上还是要施加剪力。 3、四分之一截面的模拟方式可以参考我的跨中节段的模拟方式，至于剪力的施加可以继续讨论。 1.对于水编辑所提到的跨中合拢段的边界模拟情况，有没有什么理论依据。我一下想不明白。 还有你这样模拟之后的计算结果如何呢？能否贴出来大家一起学习下，因为细部分析是个细致活，差之毫厘，可能谬以千里。 2.四分之一截面是否可以采取这种模拟方式：墩顶方向的截面约束模拟为固定端，就是三个方向的位移全部约束住。跨中方向的截面是否应该分两种情况模拟，假如是未合拢前，就不约束，合拢后，就约束竖向位移。 3.还有对于局部模型应力边界的添加，水兄是怎么处理的呢？是否是延伸一段梁单元，然后将对应整体分析该截面处内力提取出来加到梁元上，然后将梁元和体元利用主从约束耦合起来？

4.再抛个问题。。。比如对于1/4处断面，我分别提取不同荷载工况下整体分析模型在该截面的内力施加到局部模型上。比如：最大悬臂前的几个节段浇筑、张拉；边跨合拢后、中跨合拢后等工况。这样是否可以对1/4处断面做施工节段的空间应力分析。可以那么做么？ 1、边界问题 首先假定跨中截面的位移在纵桥向和横桥向是为0，只在竖向移动；取的局部模型的梁段只约束竖向，也就是跨中截面的位移是相对于梁格端部的相对竖向位移。 那么这个梁段在平面内的话就相当于一个沿中轴线对称的简支梁。 2、至于你提出的四分之一模型，我是这样考虑的： 如果你固定靠近桥墩方向的话，那么不管合龙前还是合龙后，都不能约束考虑跨中方向的竖向位移，因为其相对于另一端（靠近桥墩方向）是有竖向位移的，这一点可以考剪力和弯矩等等来调节。 3、对于局部端部模型的问题 实体部分多取出两个节段，避免边界效应对你分析（关心）节段的影响就够了。 没有尝试过使用梁单元，因为假如使用梁和实体连接的话，只能采用刚接，那样对于你关心的部分还是有相当大的影响的，只能延长一两个节段再施加梁单元，不过这样已经没有必要了，直接把边界施加在实体上就可以了。 4、个人认为，只要解决了你的边界问题，应该可以这样来模拟。

第一个问题，就是边界问题，我当初，考虑了很久，认为自己的方法是众多备选方法里面最优的一个方法了。 当然，没有非常确凿的理论依据，考虑了一个方面，难免会忽略另外一个方面，大家指正。 找到那个关于混合单元的例子了 采用梁单元做整体分析模拟边界条件，然后在中间删除一段梁单元用实体单元代替，进行空间局部分析，比较经典，可以共享一下 现在把它索引过来 工程背景为钱江三桥,主要分析斜拉索锚固块的传力机理和局部应力分析 下面是有限元模型 混合模型(1) 混合模型（2） 局部实体模型(1) 锚固块局部模型 这是我前段时间做的一个模型，工程背景为钱江三桥,主要分析斜拉索锚固块的传力机理和局部应力分析. 局部模型中的预应力筋类型： 1)、桥面板中的横向预应力筋； 2)、箱梁顶底板的纵向预应力筋； 3)、腹板和横梁的竖向预应力筋； 4)、横梁曲线型预应力筋

（一） 建模思路为: 1)、建立空间杆系模型，单元类型为beam188和link8 2)、删除局部实体模型位置处的主梁杆单元 3)、在该位置处建立局部实体模型,梁段长为4.0m+6.0m=10.0m,4.0m为远离主塔方向节段长度，6.0m为靠近主塔方向节段长度。 4)、建立边界耦合条件：将实体模型的两个端面上的node与杆系模型上在同一x坐标上的node耦合x、y、z自由度；并将锚固块的锚断面上的node和斜拉索link8单元的下锚固node耦合x、y、z自由度 5)、加载求解

（二） 建模过程中需要注意的问题： 1)、预应力筋的建模就按照一般的思路：先生成混凝土体，然后在具体的位置vsbv、vsbw，然后选择line赋予link8实常数。因为预应力筋众多，如果用整个体去切割，既费时、费内存又会把体切得面目全非(布尔操作可以让你等到花儿也谢了)。所以我选择将混凝土箱梁分割成顶板、底板、腹板、斜腹板等不同的部分,即单独的体，然后在单独的体上切割出需要的线型，最后allsel再vglue或者vovlap一下。

2)、如果vsbw得太细，小块的体太多，尤其是尖角的体太多，就会出现“不能再进行布尔操作”的警告。 这个模型的横梁本来有四根曲线预应力筋，但我试了N遍，在生成了一个曲线筋的基础上，就无法再生成第二根曲线筋，总是出现上面的警告。后来只好近似地四根合一根。

3)、曲线筋的生成挺有讲究，基本步骤如下： a) 生成两条直线筋 b）LINP,产生两条直线段筋的交点(注意,这一步操作删除了已经生成好的直线,只是产生了一个关键点) c) 再由新生成的关键点与已知坐标的直线筋端点关键点生成两条直线 d）lfillt,由两条直线筋倒角成需要的曲线筋； e）由曲线+直线拉伸成曲面+直面; f）vsba生成曲线筋面

4)、曲线筋的选择成集。 对于喜欢命令流的ansys用户来说，perfect的就不会在命令流中途加上一些手动操作。所以在曲线筋的选择上，我也是想尽方法用命令流来实现。 开始我采取的措施是在切割出曲线筋后再在同一位置重新生成一条曲线（命令流再copy一遍），然后按照先前的那条曲线在每个被切断的位置也把第二条曲线切一遍（保证每个小段都重合，最后nummrg，kp，这样就把第二条曲线和第一条曲线重合并能保证了第二条曲线的cm集没有被删除。 可是在solve过程中，老是报错：内存不够。 只好按照排除法来检查模型： a) 先局部模型加悬臂边界算一遍，如果能算通，则就是在混合模型的过程中出的错，如果不能算通，则是局部模型本身的问题。 b) 结果就发现局部模型本身算不过去，然后我又把预应力筋全部删除，发现可以算通， c) 接下来我就一种一种地添加预应力筋，发现就是曲线筋出的问题。 d) 最后我就手选pick up曲线筋，后来就能算通了。 这一步花费了我近两天的宝贵时间。

5、边界耦合应注意的问题 1）命令：cerig 空间杆系单元有rot自由度，空间实体单元则没有rot自由度，所以cerig,11027,all,ux,uy,uz 2）混凝土单元选用solid92，有mid point，耦合的时候需要把中节点去掉，否则会出现cp方面的错误

6、网格划分应注意的问题 a) 混凝土单元采用中节点的solid92，划分单元的时候能够应付被切得乱七八糟的不规则体，如果采用solid45就碰见过划分单元形状不好的警告 b) 划分网格后要仔细检查网格划分质量。不要急于solve体验自己成功的快感，一个模型往往不可能一次就算过。如果抱有急于求成的心态，自己就会变得越来越急，把过多的精力放在抱怨上。因为很多求解error都是提示内存不够，其实这不是机器内存不够的问题，而是你模型的问题，比如存在尖角，没有vglue，vovlap等。这些必须同过检查网格划分质量才能发现，这一过程是很枯燥的，模型很大，机器反映速度很慢，必须耐下心来一段一段地检查。 c) 划分网格易先esize小的后esize大的，这样网格划分质量比较高。

（三） 小结