【正文】 2021/6/18 99 。如果結(jié)果符合得很好，證明切割邊界的選取是正確的。 2021/6/18 98 第五步：驗(yàn)證切割邊界和應(yīng)力集中位置的距離是否足夠 ? 最后一步是驗(yàn)證子模型切割邊界是否遠(yuǎn)離應(yīng)力集中部分。 ? 重要的一點(diǎn)是要將粗糙模型上所有其他載荷和邊界條件復(fù)制到子模型上。對(duì)于子模型切割邊界上的所有結(jié)點(diǎn)，程序用粗糙模型網(wǎng)格中相應(yīng)的單元確定自由度數(shù)值，然后這些數(shù)值用單元形狀功能插值到切割邊界上。 2021/6/18 96 第三步：生成切割邊界插值 ? 本步關(guān)鍵步驟。同時(shí)應(yīng)指定相同的單元實(shí)參（如殼厚）和材料特性。用下列方法指定文件名： ? 然后建立子模型。因此在初始分析后的第一步就是在初始狀態(tài)清除數(shù)據(jù)庫(kù)（另一種方法是退出并重新進(jìn)入 ANSYS）。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樽幽Ｐ偷慕Y(jié)果是根據(jù)切割邊界的位移解插值得到的。 ? 建模 —— 在很多情況下，粗糙模型不需要包含局部的細(xì)節(jié)如圓角等，見(jiàn)下圖。） ? 單元類(lèi)型 —— 子模型技術(shù)只能使用塊單元和殼單元。 2021/6/18 94 第一步：生成并分析較粗糙的模型 ? 第一個(gè)步驟是對(duì)整體建模并分析。 4. 分析子模型。 2. 生成子模型。用戶必須驗(yàn)證是否滿足這個(gè)要求。 2021/6/18 93 使用子模型的一些限制如下： ? 只對(duì)體單元和殼單元有效。切割邊界就是子模型從整個(gè)較粗糙的模型分割開(kāi)的邊界。 方法 a太耗費(fèi)機(jī)時(shí)，方法 b即為子模型技術(shù)。在有限元分析中往往出現(xiàn)這種情況，即對(duì)于用戶關(guān)心的區(qū)域，如應(yīng)力集中區(qū)域，網(wǎng)格太疏不能得到滿意的結(jié)果，而對(duì)于這些區(qū)域之外的部分，網(wǎng)格密度已經(jīng)足夠了。這個(gè)模型對(duì)于所有的應(yīng)力組合符合關(guān)于圓滑、外凸和對(duì)稱特征要求，但子午線外凸的要求導(dǎo)致對(duì)高靜水壓力應(yīng)力破壞的預(yù)示。 Warnke 破壞曲面 橢圓組合截面的拋物線曲面 ,五個(gè)參數(shù) ? Solid 65的本構(gòu)關(guān)系 ?? 彈塑性 +斷裂 本構(gòu)關(guān)系 2021/6/18 84 最大拉應(yīng) 力準(zhǔn)則 以主應(yīng)力（ σ 1 ， σ 2 ， σ 3）為軸的主應(yīng)力空間，將試驗(yàn)獲得的多軸強(qiáng)度數(shù)據(jù)標(biāo)在其中，相鄰點(diǎn)以光滑曲面相連，得到如圖破壞包絡(luò)面。鋼筋僅能承受拉力和壓力，但不能承受剪力，具有塑性變形和蠕變性能。該單元最重要的性質(zhì)是對(duì)非線性材料的處理方法。 在混凝土使用中，單元的實(shí)體部分可以用于模擬混凝土而鋼筋部分用于模擬鋼筋。 實(shí)體單元 ? SOLID185， 3D、 8N，結(jié)構(gòu)實(shí)體單元 2021/6/18 79 ? SOLID1863D、 20N，結(jié)構(gòu)實(shí)體單元 2021/6/18 80 3. SOLID65 （ 3D、 8N，帶筋混凝土單元） 2021/6/18 81 ANSYS里面專門(mén)建立了面向混凝土，巖石材料的單元 ——Solid65單元 ?? 在三維 8節(jié)點(diǎn)等參元 Solid45的基礎(chǔ)上，增加了針對(duì)于混凝土的材性參數(shù)和整體式鋼筋模型 ? SOLID65適用于帶鋼筋或不帶鋼筋的三維實(shí)體模型。橫向剪切被表示為整個(gè)厚度上的常剪切應(yīng)變。而 shell43屬于厚殼單元。 2021/6/18 77 ? SHELL633D、 4N，彈性殼 2021/6/18 78 shell63是薄殼單元。如果遇到收斂困難或者需要考慮大應(yīng)變時(shí)，可選擇 SHELL181 單元。單元具有塑性、蠕變、應(yīng)力剛化、大變形和大應(yīng)變的特性。 2021/6/18 76 殼單元 ? SHELL433D、 4N 塑性大應(yīng)變殼 SHELL43 適合模擬線性、彎曲及適當(dāng)厚度的殼體結(jié)構(gòu)。單元有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有 X， Y位移方向的兩個(gè)自由度。 ? PLANE42（ 2D， 4節(jié)點(diǎn)四邊形 ) PLANE42用于仿真 2D實(shí)體結(jié)構(gòu)。六節(jié)點(diǎn)三角形單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)自由度。beam188 、 Beam189基于 Timoshenko梁的理論。 2021/6/18 73 ? Beam188與 Beam189相對(duì) Beam4的第一個(gè)突出點(diǎn)是具有更出色的 截面數(shù)據(jù)定義功能 和可視化特性。這種單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有六個(gè)自由度： x、 y、 z三個(gè)方向的線位移和繞 x,y,z三個(gè)軸的角位移。 ?在結(jié)構(gòu)分析中，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)決定單元類(lèi)型的選擇。 ?特征屈曲分析 用于計(jì)算線性屈曲載荷并確定屈曲模態(tài)形狀 .。 2021/6/18 63 ?諧響應(yīng)分析 確定線性結(jié)構(gòu)對(duì)隨時(shí)間按正弦曲線變化的載荷的響應(yīng)。 ?模態(tài)分析 計(jì)算線性結(jié)構(gòu)的自振頻率及振型。 在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下用最少的張拉次數(shù)完成施工。真正控制的是變形 (標(biāo)高、偏位 )、索力。 2021/6/18 57 控制流程 ? 用無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度控制法計(jì)算出結(jié)構(gòu)的受力和變形 → 用計(jì)算的拔出量去張拉斜拉索、實(shí)測(cè)標(biāo)高、偏位 → 理論與實(shí)際的變形比較、平差，讓實(shí)際狀態(tài)接近理論狀態(tài)。 ?實(shí)際監(jiān)控時(shí)不是真的去量斜拉索的實(shí)際長(zhǎng)度的。 也就是無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法的兩個(gè)原理 ： 2021/6/18 54 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法原理一： 一定的 外荷載 、 結(jié)構(gòu)體系 、 支承邊界條件 、 單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲 率組成的結(jié)構(gòu)，其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是唯一的，與結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程無(wú)關(guān)。我們盡管拿來(lái)用就是了。 思考小例題得出結(jié)論 ? 不管施工過(guò)程如何，只要各構(gòu)件的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度與目標(biāo)狀態(tài)時(shí)的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度一致，最終的狀態(tài)就是我們要求的目標(biāo)狀態(tài)。與順序無(wú)關(guān)、組裝時(shí)的溫度無(wú)關(guān)。 ?最簡(jiǎn)單的辦法？ 2021/6/18 52 簡(jiǎn)單方法： 記錄位臵、標(biāo)號(hào)刻度，拆散。為了解決以上問(wèn)題特提出了無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法。 2021/6/18 50 ?如何完成施工監(jiān)控？ 斜拉索安裝時(shí)的初拉力是多少？在什么時(shí)候在調(diào)整？調(diào)整量是多少？ 這些工作就是為了保證成橋的狀態(tài)（線型和受力）。后一種狀況是唯一的。 被動(dòng)：在自身不張拉的時(shí)候因?yàn)檎麄€(gè)結(jié)構(gòu)上的荷載改變也可以被動(dòng)加載。目標(biāo)是不變的，但是到達(dá)目標(biāo)的過(guò)程是可以變化的。 施工階段多、現(xiàn)場(chǎng)情況變化頻繁，往往由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控小組來(lái)指導(dǎo)完成斜拉橋的架設(shè)。由于斜拉橋?yàn)楦叽纬o定，一步步走向成橋目標(biāo)并非易事。對(duì)主梁而言，也可以使之在跨中上拋一定高度，在主梁跨中下緣預(yù)存一定的壓應(yīng)力，也可以改善主梁的受力。 —— 在恒載作用下“塔直梁平” 成橋索力確定的方法： 先初算再微調(diào) 2021/6/18 45 2021/6/18 46 這個(gè)原則是相對(duì)的，是可以修正的。各人有個(gè)人的解，一個(gè)人兩次調(diào)索的結(jié)果也不是唯一的。（即無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度一定成橋線型就是一定） ? 斜拉橋： 靠斜索的張拉來(lái)保證成橋線型。 2021/6/18 43 三種結(jié)構(gòu)成橋線形 ? 連續(xù)梁、剛構(gòu)： 一般地，靠立模標(biāo)高來(lái)保證，一旦立模標(biāo)高確定，后期線型將成為永久的不可更改的。 其二、施工過(guò)程模擬和施工監(jiān)控。尤其針對(duì)復(fù)雜過(guò)程的斜拉橋施工過(guò)程的模擬計(jì)算。我從應(yīng)用層面和快速理解的角度，換一個(gè)角度來(lái)闡述。 2021/6/18 39 橋梁用軟件的總體思路 ? 建模（單元、截面、材料、預(yù)應(yīng)力） ? 形成施工階段（結(jié)構(gòu)、荷載、結(jié)構(gòu)和荷載的繼承性） ? 運(yùn)營(yíng)階段可變的靜荷載計(jì)算（溫度、風(fēng)、沉降等） ? 運(yùn)營(yíng)階段活載的計(jì)算（影響線加載） ? 按照規(guī)范的檢算（強(qiáng)度、抗裂、裂縫等） 隨時(shí)記錄荷載的效應(yīng)（內(nèi)力、位移、應(yīng)力），并按照組合形成包絡(luò)。 2021/6/18 38 具備下述兩條件就可編制橋梁用軟件 1）結(jié)構(gòu)、荷載、約束條件，可以用上述方法求出位移、內(nèi)力。 彈性變形： EALNN jix ??????2?EILMMjiy 6)2(2???EILMMji 2)( ?????徐變變形： )],(),([ 11, neineieii nn tte ????? ??? ??2021/6/18 36 ? 徐變系數(shù)的計(jì)算： 老化理論、先天理論、彈性徐變體理論、 CEB－ FIP 1982年實(shí)用設(shè)計(jì)建議、 ACI(209) 1982年推薦公式、 BP－ 2模式、公橋規(guī)（ JTG D622021）計(jì)算公式 收縮：已經(jīng)