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钢筋混凝土的三维非线性有限元分析

凌广  
【摘要】:钢筋混凝土有限元分析是结构分析的重要研究方向,它能够比较准确的分析工程中许多大型复杂结构的受力性能,而这些结构体系往往难以用试验方法来确定。在这个学术领域中,对三维非线性问题的研究是当今的热门课题。本论文系统讲述了钢筋混凝土有限元分析各个方面的内容,针对目前国内绝大多数的研究仅局限于平面问题的非线性分析,为避免论文内容在低水平下重复,本文注重于三维非线性问题的研究。论文内容主要包括以下几方面。 (1)单元简介:介绍了二十节点混凝土单元、二十节点弹性体单元、三节点等参杆单元、二节点杆单元。 (2)有限元模型:包括组合式模型、分离式模型、整体式模型。本文重点讲述后两种模型。 (3)钢筋混凝土材料的本构关系及破坏准则:混凝土材料的本构关系及破坏准则均采用四参数准则,钢筋的本构关系采用双折线模型。 (4)混凝土破坏单元的模拟:混凝土单元的开裂、压碎、裂缝闭合等破坏情况对钢筋混凝土有限元分析结果的精度影响很大,因而本文将作为独立的一章来讨论。 (5)程序编制:编制出实用的分析程序是有限元分析课题必不可少的环节,也是本文的最终目的。本文程序采用VC++语言,是当今主流的面向对象编程语言。研制出了一些专门用于钢筋混凝土有限元分析的单元类。 (6)程序验证:为了检验程序的可行性、有效性,本文从多方面、分步骤地进行验证。线性分析部分主要与理论解比较。由于非线性分析没有理论解, 一般的非线性分析结果主要与ANSYS分析结果作比较。混凝土的非线性则与试验值比较。


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