我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式,根據(jù)文獻(xiàn)[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型(非文獻(xiàn)工程案例),旨在分享學(xué)習(xí),不足之處敬請(qǐng)諒解,希望大家能多提寶貴意見(jiàn)。
(1)降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對(duì)鋼索進(jìn)行降溫,模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過(guò)程隨溫度荷載的變化。采用等效溫降法對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有限元模擬時(shí)原理簡(jiǎn)單操作方便,但是降溫法需要將預(yù)應(yīng)力的施加轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟鹊慕档停?dāng)需要計(jì)算環(huán)境溫度的影響時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的概念性混亂,“溫度降低”與“預(yù)應(yīng)力施加”之間不是線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,溫度荷載的確定要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)。此外,降溫法不能應(yīng)用于有限元高溫模擬。
(2)初始預(yù)應(yīng)力場(chǎng)
初始預(yù)應(yīng)力場(chǎng)可以直接模擬先張法,獲得拉索預(yù)應(yīng)力后期應(yīng)力增量。初始預(yù)應(yīng)力場(chǎng)法直觀方便,但是所施加的預(yù)應(yīng)力不能隨結(jié)構(gòu)響應(yīng)發(fā)生改變,從而無(wú)法模擬真實(shí)的工況。
(3)生死單元法
生死單元只需一次計(jì)算即可以準(zhǔn)確地模擬所要施加的預(yù)應(yīng)力,但是有限元模擬過(guò)程復(fù)雜。相對(duì)于等效降溫法和初始應(yīng)變法,生死單元法一次計(jì)算就能準(zhǔn)確模擬施加預(yù)應(yīng)力,從而避免了等效降溫法和初始應(yīng)變法在試驗(yàn)過(guò)程中因預(yù)應(yīng)力損失而帶來(lái)的麻煩。
(4)裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)靜力狀態(tài)下施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程,原理是將擰緊預(yù)應(yīng)力螺栓的過(guò)程用來(lái)模擬張拉并錨固預(yù)應(yīng)力拉索。一旦定義了合理的邊界條件,有限元軟件ABAQUS就可以模擬索力隨長(zhǎng)度變化的過(guò)程。裝配荷載法適用于連續(xù)體單元和線單元,通常可以采用桿單元模擬預(yù)應(yīng)力拉索。
與生死單元法相比,裝配荷載法更加直觀方便,與降溫法和初始應(yīng)力場(chǎng)法相比,裝配荷載法更加貼近工程實(shí)際,傳統(tǒng)的降溫法和初始應(yīng)力法不能適用于高溫模擬預(yù)應(yīng)力隨外部荷載的變化而改變的過(guò)程,本人認(rèn)為荷載裝置法更適合作為張弦梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施加方式。
展開(kāi) 目前常用的施加預(yù)應(yīng)力的方法有動(dòng)力松弛法、dynain文件法等。
對(duì)于體外索,整根預(yù)應(yīng)力束應(yīng)力相同,可以采用統(tǒng)一的初始應(yīng)變,或著降溫,中間節(jié)點(diǎn)在和轉(zhuǎn)向器連接的地方放松縱向自由度,徑向同轉(zhuǎn)向器節(jié)點(diǎn)耦合。而對(duì)于體內(nèi)束,不管先張、后張,結(jié)構(gòu)形成以后預(yù)應(yīng)力和混凝土已經(jīng)固節(jié)(除非你分析極限承載力,考慮滑移),預(yù)應(yīng)力節(jié)點(diǎn)和混凝土節(jié)點(diǎn)應(yīng)該完全耦合。其主要問(wèn)題是整個(gè)預(yù)應(yīng)力束的預(yù)應(yīng)力分布如何模擬,施加分段初應(yīng)變是可取的,但是比較繁瑣(但完全可以很好的控制)。
還有一個(gè)問(wèn)題,就是初應(yīng)變的大小如何確定,實(shí)際上,確定初應(yīng)變的大小就是模擬張拉的一個(gè)過(guò)程,我們最終要的是存留值,要想精確模擬所以必須通過(guò)反復(fù)調(diào)整初應(yīng)變來(lái)模擬混凝土梁的彈性壓縮損失。
還有“有限元梁桿組合結(jié)構(gòu)分析方法”
分別用梁?jiǎn)卧M混凝土梁,用桿單元模擬預(yù)應(yīng)力筋.梁與桿之間的連接方式采用剛臂或約束方程,即梁兩端為固接,桿兩端為鉸接,確保在桿上施加的預(yù)應(yīng)力可以傳遞到梁兩端,同時(shí)梁的變形對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響也可以通過(guò)桿表現(xiàn)出來(lái),由此形成鋼筋混凝土梁的梁桿組合結(jié)構(gòu).
預(yù)應(yīng)力通過(guò)初應(yīng)變或降溫法使桿產(chǎn)生收縮應(yīng)變以模擬預(yù)應(yīng)力筋張拉,桿收縮對(duì)梁的軸力和彎矩作用可通過(guò)約束方程或剛臂傳遞到梁兩端.設(shè)桿軸力為T(mén),則對(duì)梁兩端的軸力和彎矩分別為
F=T; M=Ta.
梁桿組合結(jié)構(gòu)分析方法的實(shí)質(zhì)是利用桿施加預(yù)應(yīng)力取代等效載荷,這樣不僅可以解決梁截面特性隨預(yù)應(yīng)力筋的加入而改變的問(wèn)題,而且使預(yù)應(yīng)力效應(yīng)可以動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)構(gòu)變化.這種方法比等效載荷法更接近實(shí)際,精度更高.
展開(kāi) 請(qǐng)施加預(yù)應(yīng)力工字梁模型,在第一步施加完預(yù)應(yīng)力梁上拱一部分,但在第二步施加集中力荷載時(shí)梁為什么會(huì)繼續(xù)上拱呀(跨中集中力豎直向下)