新疆大学结构实验室X方向反力墙有限元分析

论文摘要

建设中的新疆大学建筑工程学院结构实验室试验台座及反力墙系统属于受力状况复杂的大型预应力结构。在无相应规范、设计软件及成熟的设计方法的情况下,设计人员将复杂体型的反力墙简化为“工”字型截面悬臂梁,按弹性阶段进行了简化设计。应设计人员要求,本文采用ANSYS10.0大型有限元软件对X方向反力墙进行有限元非线性静力分析,用以验证设计人员按照简化截面的弹性设计方法所得最大挠度,以保证反力墙的安全可靠及使用时的实验精度要求。建立X方向反力墙有限元模型及反力墙台座整体模型,模拟预应力阶段及水平荷载施加阶段,通过有限元非线性静力分析,得到反力墙最大挠度6.951mm,对比设计人员按弹性简化截面计算结果5mm,可得出以下结论:设计人员采用简化截面的弹性设计方法所得的反力墙顶部最大挠度是符合设计要求的,是在工程允许误差范围之内的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源和研究目的
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的
• 1.1.3 研究内容
• 1.2 工程概况
• 1.2.1 试验台座及反力墙尺寸介绍
• 1.2.2 反力墙设计条件要求
• 第二章 设计人员对于X 方向反力墙的设计
• 2.1 设计人员对于X 方向反力墙设计思路
• 2.2 设计人员对于受拉区预应力筋、非预应力筋数量的确定
• 2.3 简化截面、计算简图及荷载设计值
• 2.4 计算书中受拉区预应力筋及非预应力筋配筋及相关计算结果
• 2.5 根据施工图实际配筋复核计算结果
• 第三章 X 方向反力墙的有限元模拟
• 3.1 有限元分析软件的比较
• 3.2 ANSYS 软件概述
• 3.3 混凝土材料及非预应力钢筋有限元模型
• 3.3.1 单元的选取
• 3.3.2 混凝土的本构关系
• 3.3.3 破坏准则
• 3.3.4 混凝土开裂的有限元处理方法和原理
• 3.3.5 非预应力钢筋的处理
• 3.4 预应力钢筋有限元模型的建立
• 3.4.1 预应力筋单元模型的选取
• 3.4.2 预应力的模拟
• 3.4.3 预应力的施加
• 3.5 有限元模型的建立
• 3.5.1 ANSYS 计算参数的设定
• 3.5.2 建模及网格划分
• 第四章 有限元计算及对比分析
• 4.1 预应力对反力墙的作用
• 4.2 荷载设计值作用下反力墙最大挠度有限元计算结果及对比
• 4.3 挠度随荷载变化情况
• 4.4 开裂弯矩的判断
• 4.5 按照设计任务书反力墙使用条件复核
• 4.6 反力墙＋台座整体作用下反力墙最大挠度计算及对比
• 4.6.1 预应力阶段两种有限元模型的对比
• 4.6.2 荷载设计值作用下两种有限元模型最大挠度对比
• 4.6.3 实验荷载作用下两种有限元模型最大挠度对比
• 4.7 小结
• 第五章 结论与待解决的问题
• 5.1 结论
• 5.2 待解决的问题
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 个人发表论文清单