混凝土宽箱梁桥实体仿真分析.pdf

1、技术中心-郑伟北京迈达斯技术有限公司混 凝 土 宽 箱 梁 桥 实 体 仿 真 分 析目 录建立实体1234网格划分边界荷载查看结果前言部分案例图纸FEA 建 模 思 路分析结果内力应力变形反力刚度边 界荷 载材料、截面、节点单元外部边界、内部边界自重、二期预应力荷载收缩徐变温度荷载支座沉降移动荷载设计结果承载能力正常使用弹性阶段建模流程PSCRC施工成桥求解前处理后处理验算具体流程前言部分几 何 体 的 组 成 思 路1）外轮廓3）混凝土箱室4）钢束2）内轮廓前言部分操 作 注 意 事 项操作前的注意事项：1、模型单位与导入DXF文件的单位不同，需要分别定义2、Ctrl+滑轮键，平移模型3、

2、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.建 立 实 体.建 模 流 程YZ（1，0，0）XZ（1，0，0）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合并几何组一、生 成 箱 梁 实 体2）导入支点截面线段有问题线段没问题沿纵桥向复制：1600,4500,15650,7000,2500,5000,17500,5000,2500,7000,15650,4500.建 模 流 程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）放样生成内轮廓实体放样：90000、镜像、复制功能6）

3、布尔运算-差集显示模式，仅线一、生 成 箱 梁 实 体.建 模 流 程二、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钢束线形取跨中断面，忽略平弯.建 模 流 程2）设定斜腹板的工作平面，移动工作平面 三点3）建立矩形框，生成平面二、生 成 钢 束 线 段.建 模 流 程4）投影，曲线到曲面DXF导入FEA，为线框模式，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3755mm，复制2次，

4、再镜像二、生 成 钢 束 线 段.建 模 流 程1）移动工作平面，导入支座辅助平面三、印 刻 支 座 区 域2）印刻支座位置，印刻 曲线.建 模 流 程四、分 割 实 体1）温度梯度的加载高度析取顶板，复制-100，-300mm15通规条文4.3.12-32）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.网 格 划 分.网格划分定 义 材 料 特 性定 义 单 元 属 性位置截面面积/mm2钢束1-15.2139-12-15.21668N1213-15.21807N349-15.21251N5Civil只有材料，而FEA既有材料也有属性定

5、义属性的目的，是将材料特性指定给不同的单元类型.网格划分1D 单 元 属 性 说 明1D桁架需要与实体单元共节点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梁可以考虑弯剪扭的1D桁架.网格划分混 凝 土 3D 网 格 划 分.网格划分四面体单元：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3、结果精度更高内部线功能：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钢束无需考虑钢 筋 1D 网 格 划 分

6、.网格划分N1、N2N3、N4N5.边 界 荷 载支 座 的 模 拟 方 式典型连续梁桥-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、纵桥向自由变形固定支座单向可动支座单向可动支座单向可动支座单向可动支座双向可动支座双向可动支座双向可动支座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.边界荷载.边界荷载边 界 条 件 设 置.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：29400,30000,29400mm.边界荷载施 加 恒 载二期 P=240.18=4.32kN/m2护栏 10kN/m，P=20kN/m2

7、自重系数-1.04注意切换单位.边界荷载张 拉 预 应 力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.边界荷载施 加 温 度 荷 载整体升温梯度升温梯度降温，系数填-0.515通规条文4.3.12-3.边界荷载定 义 移 动 荷 载.边界荷载定 义 移 动 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qk=-10.5 kN/mPk=2(L0+130)/2=2(30+130)/2=160 kN-10.5-160各车道分开定义.边界荷载定 义 移 动 荷 载FEA 第二跨跨中位移1.6447mmCivil 第二跨跨中位移1.6276mm（不考

8、虑冲击系数）.边界荷载分 析 工 况 设 置务必将网格组、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.结 果 查 看.结果查看结 果 成 分 说 明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 明平动位移转动位移平动合成位移位移网格作用力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。.结果查看结 果 成 分 说 明支反力.结果查看结 果 成 分 说 明正应力3D单元应力剪应力主应力等效应力混凝土：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

9、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+32 12 23 13.结果查看丰 富 的 结 果 查 看 样 式勾选显示封闭部位不勾选显示封闭部位结 果 标 记.结果查看丰 富 的 结 果 查 看 样

10、式线 上 图.结果查看正 截 面 抗 裂 验 算v.结果查看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：1.0 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。v正 截 面 抗 裂 验 算.结果查看正 截 面 抗 裂 验 算等 值 面v.结果查看0.42.65=1.06Mpav斜 截 面 抗 裂 验 算对于斜截面抗裂，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！.结果查看斜 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。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。.结果查看挠 度 验 算v微信公众号个人B站号谢 谢