混凝土宽箱梁桥实体仿真分析.pptx

1、混 凝 土 宽 箱 梁 桥 实 体 仿 真 分 析目 录网 格 划 分建 立 实 体边 界 荷 载查 看 结 果2431前 言 部 分案 例 图 纸建 模 流 程前 言 部 分设计结果承载能力 正常使用 弹性阶段分析结果内力 应力 变形 反力施工成桥自重、二期预应力荷载 收缩徐变 温度荷载 支座沉降 移动荷载前 处 理 具 体 流 程求解材料、截面、节点单元外部边界、内部边界FEA 建 模 思 路刚 度边 界荷 载验 算后处理PSCRC1）外轮廓3）混凝土箱室2）内轮廓4）钢束几 何 体 的 组 成 思 路前 言 部 分操作前的注意事项：1、模型单位与导入DXF文件的单位不同，需要分别定义2、

2、Ctrl+滑轮键，平移模型3、滑轮键，旋转模型4、操作上需要经常调整体坐标轴前 言 部 分操 作 注 意 事 项.建 立 实 体1）CAD中绘制桥梁布跨信息和变截面位置，文件类型另存为DXF合并几何组2）导入支点截面线段有问题线段没问题沿纵桥向复制：1600,4500,15650,7000,2500,5000,17500,5000,2500,7000,15650,4500YZ（1，0，0）XZ（1，0，一、生 成 箱 梁 实 体.建 模 流 程0）3）导入跨中截面沿纵桥向复制：9700,8450,21700,10300,21700,84504）扩展生成外轮廓实体扩展：900005）放样生成内轮

3、廓实体放样：90000、镜像、复制功能6）布尔运算-差集显示模式，仅线一、生 成 箱 梁 实 体.建 模 流 程取跨中断面，忽略平弯二、生 成 钢 束 线 段为了简化建模工作，将N3等效为N41）将工作平面调整至YZ（1，0，0），导入DXF钢束线形.建 模 流 程二、生 成 钢 束 线 段2）设定斜腹板的工作平面，移动工作平面 三点.建 模 流 程3）建立矩形框，生成平面需要在FEA中分解成线段，再合并为曲线若一次性合并有问题，可以分为几段来操作二、生 成 钢 束 线 段5）生成所有钢束斜腹板束先移动146mm，再复制194mm中腹板束先移动90mm，再复制180mm两排中腹板束，复制375

4、5mm，复制2次，再镜像4）投影，曲线到曲面 DXF导入FEA，为线框模式，.建 模 流 程三、印 刻 支 座 区 域.建 模 流 程1）移动工作平面，导入支座辅助平面2）印刻支座位置，印刻 曲线1）温度梯度的加载高度析取顶板，复制-100，-300mm2）沿各跨分界线、跨中分割工作平面选择XZ（0，1，0），通过矩形框生成辅助平面15000mm，复制5次15通规条文4.3.12-3.建 模 流 程四、分 割 实 体.网 格 划 分.网 格 划 分定 义 材 料 特 性.网 格 划 分位置截面面积/mm2钢束1-15.2139-12-15.21668N1213-15.21807N349-15.

5、21251N5Civil只有材料，而FEA既有材料也有属性定义属性的目的，是将材料特性指定给不 同的单元类型定 义 单 元 属 性1D植入式桁架无需与实体单元共节点但必须保证线段在实体内部包裹1D钢束可以考虑预应力损失的植入式桁架1D梁1D.网 格 划 分1D 单 元 属 性 说 明1D桁架需要与实体单元共节点可以考虑弯剪扭的 桁架内部线功能：3D实体与1D桁架单元同时划分，保证共节点1D植入式桁架/1D钢束无需考虑四面体单元：1、对复杂几何适应性好2、需要采用高阶单元，导致更大 的计算量3、结果精度相对六面体差些六面体单元：1、需要较多时间进行几何简化切割，生成网格时间长 2、计算规模相对小

6、 3、结果精度更高混 凝 土 3D 网 格 划 分.网 格 划 分N1、N2N3、N4N5.网 格 划 分钢 筋 1D 网 格 划 分.边 界 荷 载双向可 单向可 双向可 双向可动支座 动支座 动支座 动支座单向可动支座固定支座单向可动支座单向可动支座.边 界 荷 载典型连续梁桥-支座布置原则 保证梁体不能发生刚体位移 允许梁体沿横桥向、纵桥向自由变形检查边界条件的技巧：可以查看仅自重作用下的结构弯矩和位移，来判断边界条件是否模拟正确支 座 的 模 拟 方 式.边 界 荷 载边 界 条 件 设 置沿横桥向复制：5000mm，4次沿纵桥向复制：29400,30000,294 00mm.边 界

7、荷 载边 界 条 件 设 置自重系数-1.04二期 P=240.18=4.32kN/m2护栏 10kN/m，P=20kN/m2.边 界 荷 载施 加 恒 载注意切换单位单端张拉需要打开钢束的单元坐标轴i端为开始，j端为结束.边 界 荷 载张 拉 预 应 力.边 界 荷 载15通规条文4.3.12-3梯度升温梯度降温，系数填-0.5整体升温施 加 温 度 荷 载.边 界 荷 载定 义 移 动 荷 载.边 界 荷 载1）移动工作平面XY（0，0，1）导入DXF文件，生成车道线位置2）建立几何-节点各车道分开定义qk=-10.5 kN/mPk=2(L0+130)/2=2(30+130)/2=160

8、kN定 义 移 动 荷 载-10.5-160Civil 第二跨跨中位移1.6276mm（不考虑冲击系数）.边 界 荷 载定 义 移 动 荷 载FEA 第二跨跨中位移1.6447mm务必将网格组、边界组、荷载组选择至右侧类似于Civil的一次成桥的施工阶段.边 界 荷 载分 析 工 况 设 置.结 果 查 看位移网格作用力支反力1D钢束单元内力1D钢束单元应力3D实体单元应力.结 果 查 看结 果 成 分 说 明网格作用力位移.结 果 查 看平动位移转动位移平动合成位移如果在线荷载或面荷载等荷载类型下，可以看到外荷载转化成相应的节点荷载。结 果 成 分 说 明支反力.结 果 查 看结 果 成 分

9、 说 明混凝土：按照第一强度理论，验算主拉应力这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力，无论什么应力状态，只要构件内一点处的最大拉应力1达到单向应力状态下的极限应力b，材料就 要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条 件是：1=b、b/s=，所以按第一强度理论建立的强度条件为：1。钢材：按照第四强度理论，验算Von Mises有效应力这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素，无论什么应力状态，只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值，材料就 要发生屈服破坏。所以按第四强度理论的强度条件为：12+22+321223133D单元应力

10、正应力剪应力主应力等效应力.结 果 查 看结 果 成 分 说 明不勾选显示封闭部位勾选显示封闭部位丰 富 的 结 果 查 看 样 式.结 果 查 看丰 富 的 结 果 查 看 样 式.结 果 查 看结 果 标 记线 上 图.结 果 查 看正 截 面 抗 裂 验 算全预应力构件的正截面抗裂验算采用频遇组合，注意对于现浇全预应 力构件，预应力需要折减0.8。荷载组合：v1.0 x(自重+二期)+0.8x预应力+0.7x活载+0.8x温度梯度+1.0 x其他作用注意：频遇组合不计冲击系数。.结 果 查 看正 截 面 抗 裂 验 算.结 果 查 看正 截 面 抗 裂 验 算等 值 面0.42.65=1.06Mpav.结 果 查 看对于斜截面抗裂，依然采用频遇组合进行计算，预应力不需要折 v减，全预应力现浇构件以0.4倍的混凝土抗拉强 度标准值为验算标准。注意：结果中的荷载组合功能，无法查看主应力！斜 截 面 抗 裂 验 算注意：对于斜截面抗剪，仍采用正截面抗剪的结果组合方式 是行不通的。对于相同单元在不同工况，主应力的方向不同，各项工况 所得结果不能进行线性叠加。.结 果 查 看注意2:目前版本将“任意荷载”加入荷载组合是无效的。需要通过手动的方式，将活载按照0.7倍进行折减。斜 截 面 抗 裂 验 算v.结 果 查 看挠 度 验 算谢 谢微信公众号个人B站号