基于ansys钢筋混凝土结构耦合分析

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1、基于ANSYS钢筋混凝土结构耦合分析老师：学生：学号：专业：农业水土工程学院：水利学院2014年11月基于ANSYS钢筋混凝土结构耦合分析摘要：本文建立钢筋混凝土有限元模型,用于分析工程结构问题。以渡槽钢筋混凝土模型为例，模型建立过程中采用ANSYS中耦合和约束方程法，耦合法用于考虑温度场和应力场耦合共同作用产生的应力应变，约束方程法用于将钢筋节点和混凝土节点用约束方程联系起来。对纯混凝土结构以及钢筋混凝土结构的计算结果对比。结果表明，钢筋混凝土有限元模型可以模拟实际钢筋混凝土模型，能为工程安全监测提供可靠的理论依据。关键词：约束方程法渡槽耦合节点单元Ba

2、sedonansyscouplinganalysisofreinforcedconcretestructuresWangLiangzenanFengxiaoLiuFeipengOuZhengfengCaiKeke(kunming,yunnanagriculturaluniversity,650201)Abstract:Paperestablishesreinforcedconcretefiniteelementmodelfortheanalysisofengineeringstructuralproblems.InAqueductreinforcedcon

3、cretemodelasanexample,theprocessofusingANSYSmodelcouplingandconstraintequationsmethod,considercouplingmethodfortemperaturestress-strainandstressfieldsgeneratedbythecouplinginteraction,constraintequationmethodforreinforcedconcretenodesandnodelinkedwiththeconstraintequations.Onthere

4、sultsofpureconcretestructuresandreinforcedconcretestructurescontrast.Theresultsshowedthatthereinforcedconcretefiniteelementmodelcansimulatetheactualreinforcedconcretemodelcanprovideareliabletheoreticalbasisforengineeringsafetymonitoring.Keywords:theconstraintequationmethodaqueduct

5、couplingnodeelement1概述渡槽是输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。渡槽作为南水北调的重要组成部分，是跨越道路、河流、山谷以及泄洪排涝的水工建筑物，但是由于其过水流量大，承受的荷载大，结构形式复杂，因此对其进行准确的受力分析极其重要。南水北调中线漕河渡槽，采用多侧墙三向预应力钢筋混凝土结构，采用三槽一联的箱形断面。本文采用三维有限元线弹性计算，分析在工况下槽身结构重要部位的应力应变情况，分析槽身的结构合理性，为设计部门提供

6、决策依据，以便使其能够安全、稳定、正常的运行[1]。2模型的建立2.1工程简介主河床槽段采用30m多侧墙三向预应力钢筋混凝土结构，单槽断面尺寸6.0×5.4m，边墙厚0.6m，顶部设2.0m宽的人行道板；中墙厚0.7m，顶部设2.7m宽的人行道板。两墙中间设拉杆，宽0.3m，高0.4m，间距为2.5m，槽端间距为0.78m。槽身两边墙设侧肋，宽0.5m，高0.7m。布设底肋，近槽墩底肋宽0.7m，高2.0m，其余底肋宽0.5m，高0.9m。两槽之间每跨端部预留0.55m长的后浇带，以便给预应力张拉留出工作空间。槽墩为空心重力墩，基础为端承桩，承台尺寸为26

7、.8×8.5×2.0m，（长×宽×高），承台下设12根端承桩，双排布置。槽身预应力主要采用直线形和曲线形两种，直径为15.2mm。其中直线形钢铰线编号10种，孔道150个，共有980根，总长22771cm；曲线形钢铰线编号有9种。孔道26个，共有328根，总长25417.1cm。直线形钢铰线布置及编号：底板：X方向（F1）和Z方向(I1、K1)；底梁中孔：X方向（C1、D1）；底梁边孔：X方向(A1)；中墙：X方向（H1）；边墙：X方向（G1）和Y方向(M1)；侧肋：Y方向(N1)。曲线形钢铰线布置及编号：中纵梁：X方向（E1、E2、E3、E4）；边纵梁：

8、X方向（B1、B2、B3）；底肋：Z方向(J1、L1)[2]。2.