共同作用MARC模型中提高计算精度方法的初步探讨.pdf

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1、第38卷第4期建筑技术开发Vo1．38。No．42011年4月BuildingTechniqueDevelopmentApr．2011共同作用MARC模型中提高计算精度方法的初步探讨费楠赵海平(1．宁渡市房屋建筑设计研究院有限公司，浙江宁渡315040；2．浙江高专建筑设计研究院有限公司，浙江宁波315010)[摘要]对Marc建立的共同作用模型中提高计算精度的方法进行了初步探讨，它包括合理地划分单元、合理地选择单元形态及合理地进行荷载等效。[关键词]共同作用；有限元模型；单元形态；荷载等效[中圈分类号]TU311．4[文献标志码】A[文章编号]1001．523X《2011)04

2、-0008-02我们在研究框架一箱基一地基共同作用结构体系的受算例分析2力和变形规律时，一般要借助于试验和理论分析的方法。从上部结构为1O层框架，平面尺寸为36m×24m，层高试验的方面获取数据难度较大，一是试验规模大，试验周期3．3m，柱的截面尺寸为500mm×500mm，框架梁的截面尺长；二是影响因素多，在试验中难以反映；三是试验数据有寸为250Inmx600mm，楼面荷载简化到框架梁上，边梁均布限，难以反映地基反力变化的规律。因此，选择数值分析方荷载为15kN／m，内梁均布荷载为30kN／m。箱基为一层，法来分析各个因素对结构的影响是很有必要的。在对Marc顶板厚300mi

3、ll，内外墙厚300mill，底板厚500mm，高度为3建立的各个共同作用模型进行计算分析时，箱形基础采用m，基础和框架的混凝土均为C30，地基采用文克尔地基，基75号和135号壳体单元时，我们发现在对顶底板进行不同床系数1500kN／m，切向地基反力系数为1000kN／m。箱粗细的单元划分和采用不同长宽比的单元情况下，其运算结基墙的布置间距为12m。果会产生不同程度的偏差，为了确保计算模型的精度，本文表2底板中心挠度和中心反力值从以下三个方面进行了初步的分析和探讨。单元网络中心挠度w／m中心反力值／(kN／m)1模型的优化方法6×40．125432162．851．1合理地划分单

4、元网格12×8O．126256l63．52在位移函数收敛的前提下，网格划分越密计算结果也越l8×120．126564163．79精确，在建立上下部共同作用分析的模型中，为了得到较为在算例分析2中不考虑水平荷载的共同工作下，把箱形精确的变形和内力的运算结果，我们通常要对模型中的单元基础底板进行不同粗细的单元划分，计算结果如表2。进行细化，但是单元划分越细，程序的计算量将会变大，计算由表1和2中的数据可得，当单元的长边尺寸为板的短边时间也会大大变长。所以在平时的应用中，找到一种合理粗尺寸的1／8～1／12时，单元的计算结果已经比较接近于真实值，细的单元划分尺度是我们要解决的问题。依次

5、我们在进行地基板的内力和变形计算时，可采用其地基算例分析l板的短边尺寸的1／8～1／12作为底板单元划分粗细的标准。方形的弹性地基板边长L=4m，厚度h=0．2m；板的材2．2合理地选择单元形态料性质：E=3．43×10MPa。=0．167；地基的材料性质：单元形态包括单元形状、边中点的位置、长宽比等，在结E=。3．43×10MPa，I，，=0．4；板上作用均布荷载尸=0．98构离散化过程中必须合理选择。一般说，为了保证有限元分MPa，采用不同粗细的单元划分，计算结果如表1。析的精度，必须使单元的形态尽可能规则。表I中心挠度和中心弯矩值对于矩形单元来说，长宽比不宜过大。长宽比在很

6、大程单元网络中心挠度w／m中心弯矩值M／(kN·m／m)度上取决于不同方向上位移梯度的差别。梯度较大的方向单4×40．0103242．97元尺寸要小些；梯度较小的方向单元尺寸要大些；如果各方向6×60．0104738．608x80．0105537．63上单元的位移梯度大致相同，则长宽比越接近1，精度越高。下面对算例分析2在不考虑水平荷载的共同工作下，选收稿Et期：2011—0l—l5取不同长宽比的底板单元分析，得出箱形基础底板中心的内作者简介：费楠(1981-)，男，浙江宁波人，毕业于同济大学，本科，力和位移如表3。助理工程师，现从事结构设计工作。(下转第30页)8第4期朱振字，

7、等：水利工程大体积混凝土裂缝的成因与防控第38卷度上升后，可以松开侧壁螺栓，使冷水能进入混凝土侧壁，使时，受到刚性基础的制约，在交界处形成很大的集中应力，当之充分养护。该集中应力大于混凝土抗拉强度后，出现裂缝。因此。如果2)减小混凝土结构的浇筑长度减小外部对混凝土结构的约束或者减小交界处的集中应力，混凝土结构长度越小，收缩变形就越小，出现裂缝的几也可以有效得防止裂缝的产生。菱河倒虹吸工程和汤河渡率也就降低，从经验上看，混凝土结构长度超过15m，就易槽结构形式、施工工艺与图5相似，