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硕士论文答辩ppt

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2009-12-25 14:23:38

钢筋混凝土非线性数值模拟 02级硕士研究生 王建
方向:建筑结构仿真分析
导师:张永山
基本内容
简述钢筋混凝土非线性数值模拟的意义
暗支撑剪力墙的非线性模拟
平面带开裂钢筋混凝土非线性程序(CMORC)设计
数值模拟的现状
主要模拟手段:有限单元法
模拟的难点与关键点:钢筋与混凝土的微观作用
目前的处理方式:整合式,分离式
整合式
分离式
暗支撑剪力墙数值模拟
暗支撑剪力墙的非线性数值模拟
暗支撑剪力墙的特点
优点
开裂荷载提高
屈服荷载提高
开裂荷载与屈服荷载比值小(小震不坏)
屈强比小(延性好)

研究的目的
分析暗支撑剪力墙的各性能参数:
开裂荷载、极限荷载、刚度
优化设计
通过对不同暗支撑布置剪力墙的仿真,进一步得出布置情况对剪力墙特性影响规律。
配筋率的影响
暗支撑筋布置角度的影响
边框的影响

数值模拟方法
有限单元法
采用ANSYS程序
分离式与整合式相结合
分离式钢筋与混凝土共享节点
一个值得商榷的问题
材料特性
数值模拟方法
数值模型图、单元透视图
不同模型的对比
加载方案
暗支撑与非暗支撑对比
与试验值对比
暗支撑钢筋应力
配筋角度的影响
配筋率的影响
程序开发
钢筋混凝土平面问题
平面分析
剪力墙
海面平台
箱梁

深梁
微观作用
粘接-滑移特性(Bond Slip Characteristic)及其引起的拉伸刚化(Tension Stiffening)
销栓作用(Dowel Action)
骨料咬合(Aggregate Interlock)
粘接剥裂区效应(Bond Deterioration Zone)
钢筋弯曲影响的局部效应(Zone of Curvature Influence)


微观作用(2)
微观作用(3)
大型通用有限元程序ANSYS在混凝土仿真分析应用中的问题:
在ANSYS中,没有平面的混凝土单元,SOLID65是用来专门分析混凝土的空间单元,它的载体单元是SOLID45(空间八节点等参元)。
SOLID65采用弥散钢筋、分布裂缝模型,属于空间整体式单元。

SOLID65在应用中问题
混凝土若采用下降段,则将导致不收敛的结果。
为了改善收敛性,经常需要关闭单元压碎判定,这使得此功能形同虚设。
单元大小不合理也容易影响结果的收敛。
无法反应出钢筋与混凝土相互的微观作用。
用分离单元的模型可以模拟钢筋与混凝土的微观作用,但钢筋布置复杂时(暗支撑剪力墙)无法实现。
热点
能否采用弥散(整合式)模型,引入微观作用?
案例:CMM单元,Kaufmann&Marti ,1998年,引入了粘接滑移影响。
CMORC程序设计
Cracked membrane of reinforced concrete program
日本学者Masoud Soltani 提出了一种考虑多种微观作用的微元体应力应变分析方法,2003年。
想法:引入有限元程序。

高斯点微元体
混凝土骨料咬合与膨胀力
钢筋轴力与销栓力
要得到剪力,需要知道弯矩,也就是得知道钢筋的曲率
微观作用(2)
粘结滑移本构
计 算 框 图  
解决的问题
建立了基于多细观力学的高斯点应力应变关系。
最主要的困难!
解决方法(1)
修正Newton-Raphson方法
问题最终解决
*加速方法
CMORC简介-总计算框图
主界面
弹出对话框
单元与节点选择
计算模型与过程提示
后处理
进一步的工作
界面的完善(前后处理)
任意数量、布置的钢筋,(目前为正交两个方向)
塑性特性(目前为非线性弹性)
滞回特性(目前只支持单向加载)
计算速度的提高
谢谢大家!
 

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