体外预应力加固复合截面桥梁承载过程仿真分析及程序系统

论文摘要

随着交通运输的发展和通行荷载等级的提高,大量现役桥梁需要进行荷载提升和维修加固。而准确可靠的结构计算分析是合理的加固改造的基础。 本文针对于体外预应力法加固的桥梁构件的受力特点,用温度场模拟预应力效应,基于平截面假定,研究了预应力复合截面非线性的分层分析方法;并研究了体外预应力加固结构的设计和验算方法。 结合结构有限元的理论,研制了相应的结构分析程序系统。该程序采用预应力整体式和截面分层组合式的平面杆系模型,利用增量—迭代法综合考虑了材料非线性、截面性质非线性和预应力效应非线性;采用裂缝闭合系数修正截面开裂闭合后的刚度。程序除具有常规结构线性计算分析功能外,还能进行预应力复合截面受力引起截面刚度和预应力效应变化的非线性过程分析,并考虑截面刚度和预应力效应修正对内力分布的影响;具有体外预应力加固桥梁的预应力度设计和验算功能。综合上述功能,该程序能模拟整体结构在实际受荷情况下,受力——截面刚度和预应力效应修正——内力重分布这一全过程;并能对结构性能的评定分析。程序采用Visual Basic编制,以AutoCAD和文本结合的方式进行程序系统的后处理开发。程序模块化设计,结构清晰,便于程序功能的扩展,具有良好的开放性。最后用本文程序系统和ANSYS对模型梁计算对比分析验证了本文分析方法及程序的可靠性和精度。

论文目录

• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 问题的提出
• 1.3 结构非线性有限元分析
• 1.4 本文研究意义和内容
• 第二章 预应力复合截面结构有限元分析
• 2.1 有限元法概述
• 2.2 预应力结构有限元分析
• 2.3 复合截面结构有限元分析
• 2.4 材料非线性有限元的分析方法
• 2.5 预应力复合截面非线性分析
• 2.6 预应力复合截面梁单元分析
• 2.7 结构整体分析
• 2.8 小结
• 第三章 体外预应力加固结构设计和验算
• 3.1 体外预应力设计的预应力度法
• 3.2 体外预应力设计的预应力度限值
• 3.3 体外预应力加固结构验算
• 3.4 小结
• 第四章 有限元程序设计与实现
• 4.1 程序概述
• 4.2 程序功能与结构
• 4.3 程序内容
• 4.4 小结
• 第五章 本文程序有效性验证
• 5.1 模型梁简介
• 5.2 有限元计算分析
• 5.3 ANSYS计算分析
• 5.4 对比分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文