预应力筋张拉与锚固分析的接触-预紧单元模型

为准确分析预应力混凝土结构的力学效应,提出预应力钢束张拉和锚固模拟的接触-预紧单元模型。建立孔道实体与混凝土梁体布尔运算并控制划分得到钢束与孔道的一致网格后,调整节点坐标系,在钢束节点与孔道节点之间建立法向点-点接触单元模拟接触、摩擦和滑移等相互作用,在钢束张拉端与锚板之间建立预紧单元并采用多荷载步加载模拟张拉和锚固过程。以空间曲线钢束算例分析表明,与传统锚固损失估算的面积试算法相比,接触-预紧单元模型计算得到的锚固损失最大相对差约5.0%,具有较高的精度;与传统预应力效应分析的约束方程-初应变法相比,接触-预紧单元模型中钢束呈整体受力特征,更符合预应力钢束的实际工作状态。

索托节点的数值模拟方法研究

为了更加准确地模拟索托结构中的索托节点,本文利用ANSYS软件进行整体桁架的模拟并进行相关的有限元分析,提出一种新的索托节点数值模拟方法,即不变刚度短梁法,并与其他3种数值模拟方法(自由度耦合方法、自由度耦合加变刚度弹簧单元方法、点-点接触方法)进行分析对比。结果表明:4种方法对桁架结构挠度和构件内力引起的差别并不明显,结果基本吻合,内力走势一致。由于自由度耦合加变刚度弹簧单元方法已得到验证,故说明本文提出的不变刚度短梁法是合理可行的;自由度耦合加变刚度弹簧单元方法和不变刚度短梁法能更好地模拟索托节点处的摩擦力行为,而且这两种方法理论明确且计算简单方便,是相对较好的索托节点数值模拟方法。