常用锚板孔间距及不同布孔形式数值计算

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1、常用锚板孔间距及不同布孔形式数值计算第一章绪论1.1课题背景本课题于工程中广泛使用的预应力技术：在工程结构构件承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，从而能够提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性的工程技术。目前，预应力混凝土技术已广泛应用于公路、铁路、桥梁、大琐、城市立交、大型厂房等工程领域，总结起来，主要有下列特点：1、抗裂性好，刚度大。由于对构件施加预应力，推迟了裂缝的出现，在荷载作用下，构件可不出现裂缝或使裂缝推迟出现，所以提高了构件刚度，增加了结构的耐久性。2、节省材料。其结构必须采用高强度材料，因

2、此可减少钢筋用量和构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构自重，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。3、提高构件的抗剪能力。试验表明纵向预应力钢筋起着锚栓的作用，阻碍着斜裂缝的出现与幵展，又因预应力混凝土梁的竖向分力将部分地抵消剪力。4、提高受压构件的稳定性。对钢筋混凝土柱施加预应力（压应力），不但预应力钢筋本身不容易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯能力。5、提高构件的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度。正是存在上述优点，预应力混凝土技术获得了极大的发展

3、和广泛的应用，但同时，该预应力混凝土技术工艺复杂、对质量要求高、幵工费用较大、需要有一定的专门设备（如张拉机具、灌架设备），同时需要配备一支技术较熟练的专业队伍。..1.2研究内容首先，探究10孔描板圆形布孔形式下孔间距的大小对应力和变形的影响，通过云图、曲线图、表格等形式得出不同孔间距平面销板应力分布及变形特征，对比分析得出最优布孔形式；然后，继续分析多孔锚板在相同厚度相同载荷约束条件下圆形布孔和多边形布孔时应力和位移的变化，对不同布孔形式的描板进行比较，得出更合理的布孔形式。对现试行的相关行业标准进行检验和加以改进。结合工程实际，对生产

4、及工程中出现的问题进行解释和建议。锚具组件的相互作用和其在荷载作用下的力学与几何特性是非常复杂的，因此，釆用有限元数值模型。研究平面锚具的特性是必要的：1、计算机精确模拟平面锚受力情况，将增加研究平面锚的一个重要手段。计算机模拟相比于工程模拟，效率更高、花费更少，可以对工程实际进行有效的指导，结合工程经验，可以提出改进技术手段的合理化建议。2、通过对比圆形布孔形式和多边形布孔形式下平面锚的受力情况及圆形布孔形式下铺孔之间距离对应力值得影响，得到平面销布孔形式设计与制造的指导性结论。3、可以对工程中平面锚的受力情况进行精确模拟，同时对出现的问

5、题给出解释和建议。而且可以在设计时首先利用计算机进行模拟，节约成本和时间。..第二章有限元模型2.1所涉及的强度理论构件的破坏因素有：最大拉应力，最大线应变，最大剪应力，最大比能，由此而划分为两大类四种强度理论。第一类强度理论是以脆断破坏标志，分为最大拉应力理论和最大拉应变理论。第二类强度理论以屈服显著塑性变形为破坏标志，分为最大剪应力理论和畸变能理论。最大拉应力理论认为：引起材料断裂的主要因素是最大拉应力，而且，不论材料处于何等应力状态，只要最大拉应力达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应力值，材料即发生断裂。.2.2所涉及的软件简介本文通过有

6、限元方法，选取YJM-15型平面铺具体系作为研究，运用CAD定位锚孔位置、通过Ansys软件进行实体建模，有效划分网格、合理施加载荷和约束，以便于后续进行数值计算工作。在后处理过程中，应用Matlab的强大绘图功能绘制曲线图，配以应力云图和图表，形象、直观地说明结论，得出最优布孔形式。MATLAB是由美国Mathatlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面。主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、建模设计与分析等领域。计算机辅助设计(CAD-puterAidedDesign)指利用计算机及其图

7、形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。第三章10孔锚板优化设计........143.1轴向应力........163.2径向应力........1

8、73.3环向应力........173.4最大切应力........183.5第四强度理论等效应力........193.6轴向位移........203.7小结........