谈谈基于ANSYS的混凝土结构有限元分析

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ANSYS原理是有限单元法思想，即把计算域离散剖分为有限个互不重叠且相互连接的单元，在每个单元内选择基函数，用单元基函数的线形组合来逼近单元中的真解，整个计算域上总体的基函数可以看作由每个单元基函数组成的，则整个计算域内的解可以看作是由所有单元上的近似解构成。有限元分析的最新消息可以到我们平台网站了解一下，也可以咨询客服人员进行详细的解答！http://www.nataid.com/

虽然有限元分析法在力学模型上是近似解，但是在数学求解上非常严格。与传统方法相比，这种方法计算能力非常强大，能够应用于很多大中型水利工程，故本文应用ANSYS软件，以有限单元法的思想解决水利工程中的际问题。

1)混凝土、钢结构材料均假设为各向同性线弹性材料。2)材料的物理力学参数按设计标准值选取。3)计算基本资料31工程概况某水电站升船机渡槽段坝后安装高板为拱形，采用预制混凝土模板方案，预制混凝土模板为120全拱，下部设牛腿。封拱时需要逐层浇筑混凝土，受力情况非常复杂。本文主要运用有限单元法思想，结合ANSYS软件分析预制混凝土模板放入，左右同时浇筑一层混凝土时，整个结构的位移。浇筑混凝土时，模型需要承受自身的重力、新浇筑混凝土的重力、钢筋的重力以及二者对预制混凝土模板的侧压力。①混凝土标号：C30；②重度：25N3；③泊松比：16；④混凝土轴心抗拉强度设计值：143MP；⑤混凝土轴心抗压强度设计值：143MP。弹性模量取值见表。322基本静荷载作用①预制混凝土模板结构自重；②新浇筑混凝土及钢筋自重；③新浇筑混凝土对模板的侧压力。33荷载分项系数进行静力计算，计算内力、应力时宜采用设计值，即标准值乘以荷载分项系数；计算位移时宜采用标准值。本次计算中荷载分项系数均为105。4计算模型计算模型的总体坐标系取X轴为水平上下游方向，指向下游为正；Y轴为竖向，向上为正；Z轴为水平左右两侧方向，指向右岸为正(面向下游，右手边为右侧)，坐标原点在牛腿处。

计算模型长度方向约为50，宽度方向为20。为了更为真地模拟施工过程，按际尺寸和形状建立全维有限元模型。本研究选取维体单元45建立模型，其中单单元比较少模型共划分单元66838个，结点87188个。格划分数量经过分析，足够精细，保证了计算结果的可靠性。格继续加密，导致单元个数增多，但对位移结果影响很小，而计算时间延长。混凝土结构的有限元格剖分见图。

格划分之后根据边界条件施加荷载、求解。所提取的位移结果包括：1)总位移。2)X方向位移：X方向为水平上下游方向，指向下游为正，指向上游为负。3)Y方向位移：Y方向为竖向，向上为正，向下为负。4)Z方向位移：Z方向为水平左右两侧方向，指向右岸为正(面向下游，右手边为右侧)。经过计算，可以提取出各个单元的总位移、X方向位移、Y方向位移以及Z方向位移，但考虑到单元过多，仅提取出各个位移的比较大及比较小值。所提取的位移计算数据结果见表2，为了更加清晰、直观，提取出总位移分布云图。图中标示出总位移较大处和位移较小处。位移计算结果总位移X方向Y方向Z方向比较大2074049100092比较小0－0361－2073－0092，总位移分布图。

根据对计算结果的分析，可以得出以下结论：1)经过软件分析计算，可以得到各个单元的总位移、X方向位移、Y方向位移及Z方向位移。整体结构总位移比较大值为2074，发生在跨中；总位移比较小值为0，发生在支座及牛腿附近。2)由于ANSYS软件本身的特点，有限元计算过程中，角缘处容易出现应力奇异及应力集中现象，局部应力可能偏大，在配筋设计中需要注意。