曲线预应力的有限元模拟

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1、第23卷第4期森林工程、l_23No．42007年7月F0RESTENGINEERINGJuly，2007曲线预应力的有限元模拟龙琼，熊焱(湖南城市学院，湖南益阳413000)摘要：采用面切割体的方法，利用Maflab生成相应的切割曲面程序，在ANSYS中直接调用该命令生成相应的预应力曲线，加载求解。同时对摩阻损失进行了模拟，提出了解决办法，为后续预应力的模拟提供参考。关键词：曲线预应力；ANSYS；模拟中图分类号：U448．13文献标识码：A文章编号：1001一O05X(2007)04—13070—03SimulationoftheCurvedPrestres~gForceusingF

2、initeElementMethod／LongQiong，XiongYan(1-IunanCityUni—versity，Yiyang，Human413000)Abstract：Thecuttingmethodwasusedtosimulatetheprestressingforce，andacurvedfaceprogramWaswrittenusingMat—labsoftwareAfterthattheprogramWasdirectlycalledinANSYStobuildcorrespondingpre—stressedcurve，intheendthecurvewasloa

3、dedtothestructureandsolved．Meanwhile，thesimulationofthefrictionlossWascarriedon，solutionWasproposed．Itprovidedreferenceforthefollowingpre-stressedsimulation．Keywords：curvedprestressingforce；ANSYS；simulation1预应力模拟方法简介1．4等效荷载法1．1初应变法假定预应力筋的摩阻损失忽略不计(或按平均此法具有可模拟预应力钢束的具体位置、可得分布计入)、预应力筋贯穿构件的全长、索曲线近到预应力

4、钢束在任何荷载下的应力、可以模拟应力似的视为按二次抛物线变化、且曲率平缓。损失的影响等优点。但采用初应变法模拟预应力钢等效荷载法的主要优点是建模简单，不必考虑预束各处不同的应力时，每个单元的实常数各不相应力钢束的位置而可直接建模，网格划分也简单；对等，工作量较大。其主要缺点是建模不方便，尤其结构在预应力作用下的整体效应可比较快捷地掌握。是当预应力钢束较多且曲线布筋时，用LINK单元其缺点也较明显，不便模拟预应力钢束的具体位置、模拟曲线预应力束，以直代曲存在精度问题。该方无法模拟应力损失引起的预应力钢束各处应力不等的法适用于有粘结预应力结构，假定预应力钢束与混因素等。因此，对于只关注预应力

5、昆凝土结构的整体凝土之间无相对滑移。基本陛能时，可以考虑采用等效荷载法。12降温法2曲线预应力在ANSYS中的模拟降温法和初应变法对预应力钢束的建模过程相利用ANSYS建立曲线预应力模型，首先需确似，只是预应力的施加方式有所不同。此法亦可以定曲线预应力在两个面上的投影(通常选择XY、模拟预应力损失，具有初应变法相应的优缺点。XZ平面投影)，然后生成相应的投影曲面，最后利1．3采用梁杆组合结构用面切割体的方法(一般空间曲线都可通过两面相采用梁杆组合结构方法模拟预应力钢筋混凝土梁交生成)，生成曲线预应力模型。是可行的，这一方法不仅考虑了钢筋对混凝土截面特在曲面的生成过程中，为了精确地描述曲线

6、预性的影响，而且使预应力效应可以动态响应结构变应力，所选的点的间距不宜太大，利用手算工作量化，因此能有效提高计算精度，从而实现全桥结构计很大。为此，在模型建立过程中，采用当前流行的算仿真。但该方法不能反映预应力筋引起的应力分布大型数学计算软件Matlab，编好相应的投影曲面生不均匀现象，且只适合于直线预应力的模拟。成的程序，在ANSYS中直接调用即可。Matlab中生成投影曲面的部分原程序如下：定义函数收稿日期：2006—12—04第一作者简介：龙琼(1967一)，女，湖南省长沙人，硕士functionqumiall(filename，x，Y，z)讲师，主要从事道路与桥梁教学与研究工作。

7、第4期龙琼等：曲线预应力的有限元模拟曲面数据大小及重排(采用C++，vB的程序设计语言也可生成该命令[m，n]=size(Z)；流程序)X=reshape(X’，m*n，1)；3算例Y=reshape(Y’，m*n，1)；两等跨等截面连续梁，截面尺寸为1mXO．4Z=reshape(z’，m*n，1)；m，索曲线的布置见图1，各段索曲线的偏心距e创建关键点()方程见表1，端部预应力：1158kN。fori：1：mn表1索曲线方程fp