结构行为一致多尺度有限元模型修正及验证

研究面向结构健康监测和损伤评估的含局部细节的结构多尺度有限元模型的修正和验证方法.以实验室的大跨桥梁结构钢箱梁纵向加劲桁架缩尺试样为研究平台,具体讨论了多尺度模型修正和验证的实施过程.首先分析了影响此结构多尺度模型精度的一些因素,如边界约束刚度、焊趾及其附近的几何及材料参数等,然后采用基于灵敏度的方法对多尺度模型进行修正,并通过不同于修正过程的加载工况和不同位置处的实测数据从动力特性和静力响应等多方面对所建的结构多尺度有限元模型进行了验证.结果表明:基于子结构方法建立的结构行为一致多尺度模型是有效的.

钢筋混凝土空心桥墩的多尺度建模技术优化

为获得精确和有效的钢筋混凝土空心桥墩数值模拟技术,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,根据某空心桥墩试验结果分析建立了多尺度有限元模型;根据实体部分和梁单元部分长度建立不同比例的多尺度模型M1、M2、M3、M4、M5.对各模型在弹性阶段和塑形阶段的地震响应分别与试验结果相对比,从模型的精确性,效率和用时三方面进行分析,结果发现,随着实体结构占比的增加,位移时程曲线、加速度时程曲线和速度时程曲线都越来越接近试验结果,但是耗时和所占内存却逐渐增加;通过对精确性曲线,效率比曲线和用时曲线的对比,结果表明:M2即实体单元部分占比为0.5的多尺度模型更能模拟实际结构耗能破坏,在精确性和效率方面均能得到保证.

带中央扣的超大跨度悬索桥多尺度有限元模拟方法

以主跨1 490 m的润扬悬索桥为研究对象,提出了面向结构健康监测及安全性评价的超大跨度悬索桥多尺度有限元模拟方法。基于ANSYS建立了该桥多尺度的三维有限元整体模型;针对不同的研究需要专门建立了重点分析构件的精细有限元模型,并基于子模型法实现了不同尺度模型之间的衔接;以钢箱梁和中央扣结构为例,开展了超大跨度悬索桥多尺度有限元模拟方法及其验证研究。结果表明:计算与现场测试结果吻合良好,多尺度有限元模拟方法是有效的,且其结果具有可靠性。研究结果为大桥进行安全性评价和实时健康监测奠定了基础。

某地铁运行库上盖超长混凝土结构温度效应探析

对某地铁运行库上盖超长混凝土结构的温度效应进行了数值模拟及分析。分析结果表明:在温度荷载作用下,二层超长楼板的温度效应(包括各方向的变形和应力情况)均大于转换层厚板的温度效应;楼板的温度变形呈中间小两端大的情况,而温度应力则在对称轴位置附近较大,且在洞口、剪力墙集中部位或柱距较小处及厚板与普通楼板交界角部处易产生应力集中;根据分析结果,提出有效温控措施。