FRP片材与混凝土粘结性能的精细有限元分析_陆新征
无粘结预应力混凝土施工工艺
无粘结预应力混凝土施工工艺 本工艺标准适用于北京地区8度抗震设防的后张无粘结预应力混凝土结构。 2.1 材料及主要机具 2.1.1 制作无粘结筋用的钢丝和钢绞线应符合国家标准《预应力混凝土钢丝》（GB5223-85）、《预应力混凝土钢绞线》（GB5224-5）的规定。 2.1.2 无粘结筋的涂料层采用“专用建筑油脂”，其性能、产品质量指标应符合湖南省标准局1983年6月6日发布，1983年7月1日试行“无粘结预应力筋用润滑防锈脂技术条件”的要求。 2.1.3 无粘结筋包裹层材料采用低密度高压聚乙烯（温度在190℃时，融熔指数为1.5～5范围内）。 2.1.4 已制作完毕的无粘结筋成品的质量要求应符合北京地区标准《无粘结预应力混凝土结构体系（BUPC）设计与施工规作（试行）》（DBJ01-7-90）第二部分第二章第 2.2.5条的要求（见表4-44）。无粘结筋用钢丝、钢绞线、不允许有死弯，见死弯必须切断。钢丝应为通长，严禁有接头。 通常钢丝束配用甲型或乙型，钢绞线配用乙型。 2.1.6 配套张拉设备有油泵及千斤顶，其技术性能详见表4-46.机具有顶压器（液压和弹簧两种）、张拉杆、工具锚等。 2.2 作业条件 2.2.1 张拉时混凝土强度达到设计要求，一般不低于设计强度的70%，有试验报告单。 2.2.2 无粘结筋配制及钢筋加工完成。 2.2.3 锚具已经检查验收。 2.2.4 张拉设备已经过检定，机具已准备就绪。 2.2.5 张拉部位的脚手架及防护栏搭设已完成，并经检查符合作业要求。 2.2.6 已按设计提出的要求对无粘结筋的张拉顺序、张拉值、伸长值、无粘结筋的铺设以及操作、质量标准等进行了技术交底。 3.1 工艺流程： 施工准备→ 梁、板模板支搭→ 非预应力下钢筋铺放、绑扎→无粘结预应力筋铺放、端部节点安装→ 非预应力上钢筋铺放、绑扎→无粘结预应力起拱、绑扎→ 隐检验收→ 混凝土浇筑及振捣→混凝土养护→ 张拉→ 端部处理 3.2 检查修补无粘结筋：无粘结筋进场后，应及时核查筋的规格、尺寸和数量，逐根检查筋的外包裹层质量及端部配件，对配有甲锚钢丝束，应认真检查锚杯内外螺纹、镦头外形
7、现浇混凝土后张法有粘结预应力施工工法
后张法有粘接预应力混凝土施工工法 1．前言 定义：为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。 目的：预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。 在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预拉应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形。 这里依据泰达现代服务产业区G2地块工程（以下称G2地块）预应力施工实例，编制现浇混凝土后张法有粘接预应力施工工法。 2．特点 2.0.1有粘结预应力筋与混凝土的可靠粘结可使预应力筋能很好地发挥其力学性能，为所建立的预应力提供保障。 2.0.2有粘结预应力筋可根据受力的需要设计成多种曲线形式，使其能满足各种受力要求。 2.0.3有粘结预应力混凝土结构有着良好的抗裂性能和抗变形能力，耐久性高，可有效地降低结构高度，节约材料，节约能源，使用性能优越。 3．适用范围 适用于大跨度、大空间的房屋建筑工程，如大跨度的混凝土梁、大偏心的框架柱、大柱网的混凝土楼板、大悬臂梁、转换梁或转换板、抗拔桩、基础地梁、地下室底板等混凝土结构中的各种构件。其它土木工程中的有粘结预应力构件也可参照使用。 4．工艺原理 通过张拉预应力筋，在混凝土构件中产生预压应力，张拉完后灌浆，使预应力筋与混凝土可靠粘结，充分发挥材料强度并使所建立的预压应力有更好的保障。 5．施工工艺流程及操作要点 5.1工艺流程 见下页。
浅淡钢筋混凝土结构的非线性有限元
价值工程 0引言 钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式。钢筋混凝土是由两种性质不同的材料组合而成的，材料性能非常复杂，特别是在其非线性阶段，混凝土和钢筋本身的各种非线性特性，都不 同程度地在这种组合材料中反映出来。 传统的分析和设计方法往往采用线弹性理论来分析其内力。随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法也得以迅速的发展并发挥出巨大的作用。 1钢筋混凝土有限元分析原理钢筋混凝土有限元分析，主要是研究钢筋混凝土结构的基本性能、设计方法和构造措施。结合钢筋混凝土的力学特性，采用有限元分析的一般原理，是有限元分析和钢筋混凝土力学特性两者的结合。 Ngo 和Scordelis 在早期进行的研究中， 把有限元方法用于钢筋混凝土结构分析，它包含了钢筋混凝土有限元分析的基本原理。可以具体阐述为如下几点： 1.1确定各单元的单元刚度矩阵， 它与一般的有限元方法基本相同，并组合成结构的整体刚度矩阵。随着荷载和作用的不断增加，可以得到钢筋混凝土结构自开始受荷到破坏的整个过程的位移、应变、应力、裂缝的形成和发展、钢筋和混凝土结合面的粘结滑移、钢筋的屈服和强化以及混凝土压碎破坏等大量有用的数据，为研究结构的性能和合理的设计方法提供可靠的依据。根据结构所受的荷载和约束，解出节点的未知位移，进而求出单元的应力。 1.2确定适用于各类单元的本构关系， 这种关系可以是线性的，也可以是非线性的。即应力应变关系，或结点力位移关系。 1.3通过设置联结单元， 模拟裂缝两侧的混凝土之间的咬合作用，以及钢筋和混凝土之间的粘结滑移关系。 1.4把钢筋混凝土结构分割成有限个小的结构单元。这些单元可以是钢筋和混凝土的组合单元或分离式单元。 2钢筋混凝土的非线性有限元分析 2.1混凝土的破坏准则混凝土的破坏准则就是描述混凝土破坏时其应力状态或应变状态满足的条件。 根据混凝土破坏准则的函数f （ξ，r ，θ，k 1，k 2，k 3，……，k n ）=0中包含参数的个数，破坏准则可以分为单参数破坏准则、两参数破坏准则等等。单参数破坏准则有最大拉应力准则、最大剪应力准则及八面体剪应力准则。两参数破坏准则有Mohr -Coulomb 准则和 Drucker-prager 准则。 单参数和双参数都是早期提出的破坏准则。单参数或双参数的破坏准则不能全面反映混凝土的破坏特性。多参数破坏准则是适用性更广泛的破坏准则。它克服了单参数和双参数的一些不足，一些多参数破坏准则已能较好地描述混凝土的破坏特性。其中比较有代表性的二维的破坏准则有Kupfer-Gerstle 准则、 Hsieh-Ting-Chen 准则、李～过准则等。三维破坏准则有：Ottosen 准 则、Willam-Warnke 准则、 过－王、江－周准则等。2.2混凝土的本构模型混凝土的本构关系就是指混凝土的应力状态和应变状态的关系。目前，混凝土的本构模型主要类型有：以弹性模型为基础的线弹性和非线弹性的本构关系；以经典塑性理论 为基础的理想弹塑性和弹塑性硬化本构模型；采用断裂理论和塑性 理论组合的塑性断裂理论,并考虑用应变空间建立的本构模型；以粘性材料本构关系发展起来的内时程理论描述的混凝土本构模型；用损伤理论和弹塑性损伤断裂混合建立的本构模型等。 线弹性模型是工程上一般材料所采用的关系模型，线弹性类本构模型也是最简单、最基本的材料本构模型。材料变形在加载和卸载时都沿同一直线变化，完全卸载后无残余变形。因而，应力和应变有确定的一一对应的关系。直线的斜率为材料的弹性模量。如果混 凝土在单向受拉、 单向受压或多轴应力作用下，其应力-应变之间关系为曲线而非直线时，从原则线弹性模性已不适用。但在一些特定的情况下仍可使用线弹性模型，这样作的好处就是给分析带来方便、 快捷。非线性本构模型是能够比较正确模拟混凝土材料性质的本构模型，主要有非线性弹性本构模型和弹塑性本构模型。如Kupfer-Gerstle 的各项同性的全量模型、Darwin 正交异性增量模型和Ottosen 模型等。非线性弹性本构的优点是能反映混凝土受力变形的主要特点；计算公式和参数值都来自试验数据的回归分析，在单调比例加载的情况下有很高的计算精度；模型的表达式简明、直 观，易于理解和应用。因而， 这种模型在工程中应用最广。但它也有的缺点：不能反映卸载和加载的区别，卸载后没有残余变形等，故不能应用于加、卸载循环和非比例加载等情况。 2.3钢筋与混凝土之间的关系模型钢筋混凝土中钢筋和混凝土之间存在粘结力、骨料咬合力和销栓作用等，如何正确模拟钢筋和混凝土之间的相互作用，关系到有限元分析结果能否正确反映结构真实受力状态的关键。 钢筋与混凝土界面的有限元分析模型，根据是否考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移及销栓作用，以及用什么方式模拟这种作用，有两种基本不同的联结模型，一种是钢筋和混凝土之间位移完全协调的联结模式，另一种是两者之间位移不协调的连接模型，即采用粘结单元的联结模型。位移完全协调的联结模式，又分为分离式、埋置式和组合式三种模型。这些模式都认为钢筋和混凝土之间即无相对滑移，也无相对错动，不需要粘结滑移及销栓作用的模拟。粘结单元的联结模采用在钢筋单元和混凝土单元之间，设置粘结单元模拟两者之间的粘结力及销栓作用。在混凝土与钢筋之间的粘结模拟方面，人们提出了各种不相同的粘结单元的模型，比如无厚度四节点或六节点粘结单元、双弹簧粘结单元、、斜弹簧单元粘和结斜杆单元等。而关于粘结～滑移关系方面，在分析初期采用的是线性关系，随后发展为非线性关系，提出多种τ～S 曲线的表达式。因为存在的影响因素比较多，而且问题相对复杂，所以目前尚且还没有相对完善的计算模式。 2.4裂缝的模拟混凝土受拉开裂后形成裂缝，在钢筋混凝土的有限单元法中，裂缝的模型很多，一般比较常用的是单元边界的的单独裂缝和单元内部的弥散裂缝以及断裂力学模型这三种模型。第一种方法把裂缝处理为单元边界，一旦出现新的裂缝就增加新的节点，重新划分单元，使裂缝总是处于单元和单元之间的边界。这种方法的缺点是计算工作繁琐，费机时。第二种方法使得在计算过程中裂缝自动形成和发展，即不必增加结点也不用重新划分单元，所以由计算机自动进行处理比较容易，因而得到了较为广泛的应用。 —————————————————————— —作者简介：范治华（1980-），男，河南永城人，助理工程师，研究方向为城建。 浅淡钢筋混凝土结构的非线性有限元分析 Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structure 范治华Fan Zhihua ；史玉侠Shi Yuxia （神火集团有限公司，永城476600） （Shenhuo Group Company ，Yongcheng 476600，China ）摘要：随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法必定会在理论实践和工程实施中得到更大程度的发展，发 挥更加强大的作用。 Abstract:With the progress of finite element theory and computer technology,nonlinear finite element analysis of reinforced concrete must be implemented in the theory and engineering practice and get the greater degree of development,and play a more powerful role. 关键词：钢筋混凝土结构；有限元；分析Key words:reinforced concrete structures ；finite element ；analysis 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）05-0086-02 ·86·
后张无粘结预应力混凝土的发展回顾
后张无粘结预应力混凝土的发展回顾 摘要：本文介绍了后张无粘结预应力砼在国际国内的发展过程，以及无粘结预应力砼的受弯性能，还讨论了它在发展和存在的一些问题等。 关键词：后张法，无粘结，预应力 Abstract: this paper introduces post-tensioned binderless prestressed concrete in the international and domestic development process, and unbonded prestressed concrete of bending performance, also discussed it in the development and existing problems and so on. Key words: this method, unbonded prestressed 随着科学技术的发展，建筑业技术水平的提高，许多新技术、新工艺已逐步应用到建筑施工中来。这些新技术、新工艺的应用．不仅使得施工工艺大为简化，同时也使得许多复杂的结构难题得以解决，后张无粘结预应力混凝土技术就是近几十年来发展起来的一项新技术。 1 国际后张无粘结预应力混凝土的发展状况 早在20年代美国的R．E．Dill就提出了无粘结预应力筋的设想，预应力筋在张拉后容 许对周围的混凝土发生纵向相对滑移。法国的E．Freyssinet在预应力混凝土桥梁结构的初期实践中，曾试用过涂以沥青并缠绕纸带的无粘结束。一直到了50年代初期，美国将无粘结筋用到了平板结构中。随着大跨度平板的发展，无粘结筋首先在美国得到较大的推广和应用。最初的无粘结筋采用单根钢丝经涂油脂后用纸带缠绕包裹制作而成，采用镦头式锚具。60年代初，开始采用单根钢铰线缠绕纸带制成的无粘结筋代替由单根钢丝制作的无粘结筋。60年代中期，出现了内涂油脂外包塑料护套的钢铰线无粘结筋。大约到70年代初，塑料护套制作工艺得到重大改进，采用挤出涂塑工艺制作无粘结筋取得成功，并于1972年获得美国专利。至此，这种无粘结筋才开始在设计与施工中得到大量应用。 由于无粘结筋可像普通钢筋—样铺设并可根据受力要求铺成多跨曲线形状，特别适用于 需复杂的连续曲线配筋的大跨度楼盖和梁，且施工方便，无需预留孔道，非常经济合理。近
有粘结后张法预应力混凝土施工工艺标准
有粘结后张法预应力混凝土施工工艺标准 1适用范围 本工艺标准适用于一般工业与民用建筑现场后张法有粘结预应力混凝土结构工程施工。 2施工准备 2.1 材料 2.1.1 预应力筋:宜采用的预应力筋有高强钢丝、钢绞线，也可采用热处理钢筋等，其品种、规格、直径，必须符合设计要求及国家标准，应有出厂质量证明书和进场复试报告。 2.1.2 预应力筋的锚具、夹具和连接器:常用的有锥形锚、镦头锚、钢筋螺纹锚具、OVM锚具等应符合设计及应用技术规程的要求，应有出厂合格证，进入施工现场应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）的规定进行外观质量验收、硬度检验和组装件的静载试验。（对于一般工程的锚具进场验收，其静载试验也可由锚具生产厂提供试验报告） 2.1.3 金属螺旋管：预应力混凝土用金属螺旋管的尺寸和性能应符合国家现行标准和设计要求。应有产品合格证、出厂检验报告和进场复试报告。 2.1.4 灌浆用的水泥不得低于32.5级、普通硅酸盐水泥应有可靠的质量依据。 2.2 主要机具有：液压拉伸机、电动高压油泵、压力表、灌浆机具、钢丝液压镦头器、试模等。 2.3 作业条件 2.3.1 熟悉图纸，根据设计要求确定预应力筋孔道成型的方法。并进行技术交底。 2.3.2 施加预应力的拉伸机已经过配套校验并有记录。压力表已经过校验并在规定的检验周期内。张拉前试车检查张拉机具与设备是否正常、可靠，灌浆机具准备就绪。 2.3.3 灌浆用水泥浆（或砂浆）的配合比以及封端混凝土的配合比已经试验确定。 2.3.4 张拉的两端应有安全防护措施。 2.3.5 将预应力筋的张拉吨位与相应的压力表指针读数、钢筋计算伸长值写在牌上，并挂在明显位置处，以便操作时观察掌握。 2.4 作业人员 钢筋工、焊工、水泥工、机械操作工等工种，焊工和机械工应持证上岗，焊工合格证应在有效期限内。 3 操作工艺 3.1 工艺流程（见下页） 3.2操作细则 3.2.1安装底模和非予应力筋 3.2.2 按设计要求规定，各种孔道成型方法的工艺要点： 3.2.2.1 钢管抽心法：主要用于直线孔道，钢管用钢筋井字架固定位置，并与钢筋骨架扎牢，钢管接头用套管连接，砼浇注时每隔一定时间转动钢管一次。抽管时间宜控制在砼初凝之后，终凝之前进行，抽管顺序宜先上后下。 82
无粘结预应力混凝土圆形池壁施工
无粘结预应力混凝土圆形池壁施工 某污水处理厂的二次沉淀池为圆形，内径为38m，池壁厚为250mm，高4.6m。池壁周围有4根对称的扶壁柱——锚固肋，池壁内敷设无粘结预应力筋，平面位置见图1。 一、无粘结预应力混凝土池壁设计 无粘结预应力筋为7φ5钢绞线，抗拉强度标准值为1860MPa。预应力筋在池壁高度方向共有13环，每环两段，即180°包角。上下2束预应力筋错位90°布置，纵向间距为330mm～370mm，如遇洞口，调整间距，见图2。本池壁的预应力筋张拉工艺为两端同时张拉，不设固定端，采用两片式斜夹片锚具。张拉时，千斤顶顶在锚固肋上的锚板上。顶应力筋张拉后，锚固于4个对称的锚固肋上。混凝土设计强度等级为 C40，待达到混凝土设计强度等级标准值的85%以上时才可张拉。预应力筋张拉时，采取超张拉103%，张拉控制应力为1302N/mm2。
二、无粘结预应力筋的施工准备 1.施工工艺 在杯口坎内铺橡胶板→绑扎池壁普通钢筋→为预应力筋测量定位→焊接固定预应力筋的马凳→穿设预应力筋→绑扎预应力筋→隐蔽工程检查→支设池壁模板→浇筑混凝土→张拉预应力筋→预应力筋端头处理。 2.预应力筋下料 预应力筋为成盘供应，当运至现场后先下料。下料前，预应力筋下料长度的计算必须保证承压板后有不小于300mm的预应力筋。预应力筋采用砂轮切割机，切口方向与预应力筋的方向垂直。预应力筋的弹性大，施工时应注意安全，以防其弹出伤人。 三、无粘结预应力筋穿设 在绑扎好池壁的普通钢筋后，先在立筋上测量好预应力筋的位置，然后，在此位置下10mm处焊接固定预应力筋的马凳，即马凳的上皮位置为预应力筋的下皮位置。马凳间距为1m，采用直径12mm钢筋制作，以防滑动。除马凳之外，还有锚固肋处的承压板及螺旋筋，螺旋筋保持中心垂直于承压板并焊接固定在它上面，承压板保持与预应力筋的张拉作用线垂直，焊接固定在锚固肋的钢筋上。 待马凳及承压板固定好后，自下而上一环一环地穿设预应力筋，由于一环的两段预应力筋在锚固肋处的竖向间距仅为20mm，所以在此处容易形成上下位置颠倒。因此，应在穿设预应力筋前仔细熟悉图纸中预应力筋在锚固肋处的上下位置，以防穿设错误。如拉回重穿，会导致塑料套管磨破。自下而上依次穿设完预应力筋后，仔细检查上下位置及间距，确认无误后用铁丝绑扎牢固。预应力筋的平面位置是在池壁外层立筋的内侧，当预应力筋固定后，只需调整整个池壁钢筋的保护层厚度即可保证预应力筋的保护层厚度。预应力筋的蓝色塑料保护套如被划破，应用宽塑料胶带包裹，包裹时要上层压住下层的1／2。
2-后张法有粘结预应力的施工工艺流程
后张法有粘结预应力的施工工艺流程 摘要:本文介绍了后张法有粘结预应力施工工艺、施工中质量控制及安全注意事项。 关键词:预应力;后张法施工 在高层、超高层建筑不断增长的同时,随着预应力技术的不断应用和完善,平面尺寸超长、功能空间超大的建筑也迅速涌现。预应力技术具有明显的节约钢材、增大结构跨度、减少结构自重、提高使用功能、综合效益好等优点。经反复对比研究,本工程选用有粘结预应力梁和双向无粘结预应力板设计和施工。 一、工程概况 本工程预应力结构部分为有粘结预应力框架梁结构,预应力筋用15.24合线,强度为1860N/m2 ,二级低松弛钢线,每米配7～12根。采用后张法,待砼强度达到设计强度的100 后方可张拉,7孔张拉控制力为1350kN,12孔张拉控制力为2300kN。 有一端和两端张拉,张拉端采用群锚体系,固定端采用P型锚具,共三层。一0.08m标高处梁有3根7孔,5.320m标高处梁有5根12孔,10.772m标高处有6根7孔,共计14根梁。 二、预应力施工工艺
(一)施工前的准备 图纸会审和技术交底在施工前组织各级技术人员审图,对关键部位放出大样图,发现问题及时与设计协商解决,并多次对技术人员和工人进行技术培训和交底,主要梁柱节点放1:1足尺大样,实地演练。 机具设备的选用:钢绞线张拉设备,根据张拉所需拉力值选用YCW 型液压穿心式千斤顶,千斤、油压表使用前要经过计量局校验,表盘读数60MPa。配套机具:挤压器、电动灌浆机,高压油泵等。 钢绞线的制作与穿束:钢绞线的下料长度,根据结构图尺寸配合选用的锚具、张拉设备等各项系数进行计算确定,两端张拉时L—L+2L2,L为构件孔道长度,L2为千斤顶长度,一端张拉时L—L1+L2;钢绞线下料宜采用砂轮切割机,必要时也可采用气割,气割时熔渣不得飞溅到其它部位钢绞线上,保证切口平整,丝头不散;钢绞线采用预先编束,每根钢绞线下料时,在两端头编号,应排列理顺。沿长度方向7根每隔2m用22铁丝捆扎一道;12根每隔l m捆扎一道,铁丝扎头朝内;钢绞线束编好后用人工先放入预应力大梁内,然后再穿入波纹管;钢绞线制作要求,钢绞线盘平放,并固定盘心,才可拆除扎线。将线头平拉出盘。钢绞线在画划线处切割下料,下料长度允许偏差为+20mm。钢绞线束应按梁编号堆放整齐且钢绞线顺直无弯曲,外观无裂纹,无锈蚀,油污。工作长度内无烧伤、无焊疤,成束顺直无扭曲,捆扎牢固;波纹管制作和接头,波纹管用0.75mm铁皮机加工制作,尺寸应正确,接缝严密。接头管可用长度为300mm的大一号尺寸波纹管,直径80mm 的可作直径70mm的接头在跨中,套管两端用胶带缠绕严密,以防水泥
钢筋混凝土与素混凝土有限元模拟对比分析
钢筋混凝土与素混凝土有限元模拟对比分析 Comparison and analysis of finite element simulation of reinforced concrete and plain concrete 李君 Li Jun （广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004） (College of Civil and Architectural Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China) 摘要：钢砼内钢筋与砼弹性模量相差很大，但钢筋用量少，截面积所占比例少，忽略钢筋进行计算，可以减少很多繁琐的计算。本文利用abaqus 进行模拟，计算钢筋砼与素砼在相同受荷条件下的应力和挠度，同时假定钢筋和砼均在弹性范围内。 Abstract: the steel in reinforced concrete and concrete elastic modulus vary widely, but the steel consumption, less proportion of sectional area, ignore reinforced calculation, can reduce a lot of tedious calculation. In this paper, using abaqus simulation, calculation of reinforced concrete and plain concrete in the same load conditions of the deflection and stress, at the same time assume that steel and concrete are within the elastic range. 通过摸拟计算如图的钢砼简支梁与不计钢筋的该梁，求出跨中应力和挠度及比值。为了避免出现梁局部受压破坏，在支座和集中力作用处设置0.2m*0.1m*0.05m 的钢板，取材料特性如下： 1、混凝土：弹性模量2c 3e10N/m =E ,密度32400kg/m =c ρ,2.0=μ 2、钢筋：弹性模量22.1e11N/m =Es ,密度300kg/m 87=s ρ,3.0=μ 3、垫块：弹性模量22.1e12N/m =E ,密度300kg/m 87=ρ,3.0=μ 一、建立模型 1、创建部件，选择进入部件模块 创建混凝土梁：点击创建部件图标，进入创建部件对话框，部件名称liang ，选择三维实体拉伸类型，大致尺寸取0.6，点击继续，进入二维绘图界面，绘制梁截面0.2m*0.3m ，完成后输入梁长度2m ，所创建的梁部件如下图。
有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用
论文题目：钢筋混凝土有限元分析技术在结构工程中的应用 学生姓名：刘畅 学号：2014105110 学院：建筑与工程学院 2015年06月30日
有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用【摘要】在国内外的土木工程中，钢筋混凝土结构因具有普遍性、可靠性良好、操作简单等优点，而得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构是钢筋与混凝土两种性质截然不同的材料组合而成，由于其组合材料的性质较为复杂，同时存在非线性与几何线形的特征，应用传统的解析方法进行材料的分析与描述在受力复杂、外形复杂等情况下较为困难，往往不能得到准确的数据，给工程安全带来隐患。而有限元分析方法则充分利用现代电子计算机技术，借助有限元模型有效解决了各种实际问题。 【关键词】有限元分析；钢筋混凝土结构；应用 随着计算机在工程设计领域中的广泛应用，以及非线性有限元理论研究的不断深入，有限元作为一个具有较强能力的专业数据分析工具，在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用。在现代建筑钢筋混凝土结构的分析中，有限元分析方法展现了较强的可行性、实用性与精确性。例如：在计算机上应用有限元分析法，对形状复杂、柱网复杂的基础筏板，转换厚板，体型复杂高层建筑侧向构件、楼盖，钢-混凝土组合构件等进行应力，应变分析，使设计人员更准确的掌握构件各部分内力与变形，进而进行设计，有效解决传统分析方法的不足，满足当前建筑体型日益复杂，工程材料多样化的实际情况。但是在有限元分析方法的应用中，必须结合钢筋混凝土结构工程的实际情况，选取作为合理的有限元模型，才能保证模拟与分析结果的真实性、精确性与可靠性。 在钢筋混凝土结构工程中，非线性有限元分析的基本理论可以概括为：1）通过分离钢筋混凝土结构中的钢筋、混凝土，使其成为有限单位、二维三角形单元，钢箍离散为一维杆单元，以利于分析模型的构建；2）为了合理模拟钢筋、混凝土之间的粘结滑移关系，以及
无粘结力预应力施工工艺
无粘结预应力结构体系施工工艺 一、编制依据： JGJ/T92—93（无粘结预应力混凝土结构技术规程） 二、无粘结预应力结构体系施工工艺流程 支梁、板模板—→梁钢筋制安—→穿内梁预应力束（先纵向梁，后横向梁）—→梁预应力束定位（包括固定端）—→梁钢筋笼入模—→检查预应力束定位，—→板底筋制安—→铺板内预应力束（按编网顺序）—→板面筋制安—→板预应力束定位—→张拉端锚具预埋定位检查验收—→浇混凝土—→张拉端锚具处整理—→预应力张拉—→固锚、割束—→张拉端二次砼浇筑封锚。 （一）关键工序的施工要点 在上述工艺流程的多道工序中，模板制作安装，预应力束的穿铺定位，锚具的定位安装，砼的浇筑是整个施工的关健工序，这些工序的工艺能否满足要求，是保证工程质量，确保快速施工的关键。所以，要高度重视这些工艺的要求，掌握好施工要点。 （二）模板的制作安装 1、无粘结预应力大平板楼盖均具有梁粗、板厚等特点，顶架、模板的承压力较大，板厚为20—40厘米，因此，事先一定要进行精确地计算和支模系统的设计，保证模板体系的刚度，强度和稳定性。 2、要有可靠的支承面，支模时，一定要事先对基层进行处理，保证基层面对模板的承压力，要先浇好基层砼后再支模。楼层支模时，下层的支顶不得盲目拆除，最好等上层砼浇筑完三至七天后才完全拆除。总之要确保模板系统的刚度，不允许有下沉、变形现象，确保能正常施加预应力，减少预应力的损失。 梁模要顺直，优先采用耐水性好的夹板，施工时，可采用在一个柱网的工作面通铺梁底模，跳跨安装板底模，边轴上的模板一般等钢筋入模后再封模。也可按常规支好整体模板，钢筋笼穿好预应力束后整体入模。
3、模板安装的整体偏差不得超过“规范”要求，考虑到施加预应力时砼的“回复”作用，起拱高度不宜太大，一般控制在1/1000~1.5/1000之间，避免造成预应力损失过大。 （三）预应力束的穿、铺及定位 1、预应力束到场时，一定要严格分类，按编号成盘或顺直地分开堆放在通风干燥处，露天堆放时，应用木枋或其它东西架空垫好，保证不受雨水浸泡并通风，且用防雨布进行覆盖。 2、梁内预应力束穿设时，事先应在梁的侧边上将计算出的曲线矢高注上明显的标记，梁板内预应力束穿束时应用专门工具（一般用φ6圆钢做托钩），每5米左右一个托点顺直穿行，尽量避免预应力束与梁钢筋磨擦破损外包层。要按照事先编制的纵横梁顺序穿束，以免在交叉点或梁柱交叉点碰缠，以保证各节点的矢高点的位置；多跨连续板的铺束时，要注意纵横方向的铺放顺序，事先要计算出各矢高点的位置，并编好号（与板上“马凳”编号同步）明显标记于板模上。铺设时要平正、顺直，严禁缠绕、蛮力拖束，保证无粘结预应力束外包层完好。两方向交叉时，矢高点低的应先铺，避免两个方面的预应力束相互穿插铺放。所以，事先应编制预应力束铺设顺序图表，以便现场指导施工。 3、梁内预应力束的定位，一般采用Ф8钢筋加工成固定支架，按不同的矢高点焊接或绑扎在梁筋上，然后再将预应力束绑扎在固定支架上定位，板内预应力束的定位，采用Ф10的钢筋按矢高做成不同高度的“马凳”，将“马凳”固定在模板或板底筋上，然后再将预应力束绑扎在“马凳”上，为保险起见，宜在绑好束的“马凳”上再加“︹”式压筋，并绑牢。为保证无粘结预应力束的曲率，固定支架、马凳的间距应以1.5米~2.0米为宜，预应力束位置偏差，在板内为±5mm，在梁内为±10mm。 4、铺设预应力束应选派责任心强、文化素养较高的施工员，并固定一个专门的铺束班 组操作，以便保证预应力束铺设的质量及定位的可靠性。 （四）锚具的安装
后张法有粘接预应力混凝土梁
后张法有粘接预应力混凝土梁板结构监理实施细则 一、工程概况 1.梁板采用后张法有粘接部分预应力结构，混凝土强度等级为C40，预应力筋采用Φj15.24高强低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值为1860Mpa，预应力筋的张拉控制应力为fcon＝1395Mpa,采用0－0.1fcon－1.00fcon张拉模式，单根钢绞线的张拉控制力为195.3KN，不采用超张拉。 2.张拉段锚具采用QMV扁锚，一端锚固，一端张拉。 3.当预应力混凝土梁的混凝土强度达到设计强度80％后方可进行预应力张拉，张拉端直接用混凝土封锚。 4.所有预应力筋张拉端锚具应凹入建筑物侧表面，预应力筋张拉端与固定端可根据布置方便决定。 5.在结构的施工和使用过程中，不得在预应力混凝土梁上任意开洞和钻孔。在预应力筋的锚固区，不能凿除封锚区混凝土。 6.在混凝土浇筑过程中，应特别注意预应力钢筋张拉端和锚固端混凝土的振捣，确保混凝土密实。 二、监理依据 1.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）； 2.预应力混凝土结构抗震设计规范》（JGJ140－2004）； 3.混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）； 4.建筑抗震设计规范》（GB50011-2010). 三、材料监理 1.材料进场检验 预应力材料包括预应力筋、锚具、夹具、连接器、金属螺旋管。这些材料进场后都要进行检验，检验项目有：包装、标志、合格证、质量证明书和说明书；表面质量；尺寸、外形；预应力筋力学性能；金属螺旋管径、刚度和抗渗漏检验。锚具、夹具、硬度在国家标准GB/T14370-93中没有做硬性规定，应向供方索要产
品硬度标准和权威的认可证明，如设计文件有规定，应按设计执行。预应力材料进场前还要核对预应力筋是否与锚具匹配。 2.预应力材料的临时防护检查 预应力材料进场直至灌浆期间应定期对材料的临时防护进行检查。临时性的防护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施。 四、设备监理 1.张拉机具设备数量应能满足施工进度计划和对称张拉的需要。 2.张拉机具设备应与锚具配套使用。 3.千斤顶与压力表的配套检验，确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。 4.注意千斤顶与压力表配套检验的有效期。 五、预应力筋制作、管道预留监理 1.预应力筋的制作 （1）下当遇孔洞时，预应力钢筋可采取整体平移的方法布置。预应力钢筋在梁板中采用抛物线形状布置，开料时每跨需考虑一倍梁高或板厚的曲线增量。 （2）预应力梁板钢筋安装次序如下： a.绑扎梁钢筋； b.安装板非预应力底筋，板底长跨底筋放在短跨底筋之上； c.先安装板长跨方向预应力筋，再安装板短跨方向预应力筋； d.安装板普通钢筋负筋，最后组装张拉锚具及承压板。 （3）预应力筋编束应检查预应力筋强度是否相同和有无缠绕现象。 2.管道安装 （1）管道座标应符合相关规范要求要求； （2）管道固定要牢固、接头不渗水；
无粘结预应力混凝土施工标准
无粘结预应力混凝土施工 1. 编制依据： 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204—2002） 无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ/T92—93） 2. 目标： 确定无粘结预应力施工过程，对影响质量的因素加以控制，确保施工过程在受控状态下进行。 3. 职责 3.1 经营部将合同有关要求向其他相关部室交底、协调合同履行和合同变更应起的纠纷。 3.2 物资部负责材料、设备的采购工作。 3.3 技术部负责工程项目的图纸会审，施工组织设计的编制。 3.4 工程部是组织施工的重要部门。 3.5 安置部负责对施工过程的安全质量工作进行检查和监督。 3.6 认识教育部负责公司管理人员、操作工人的培训、取证工作。 4. 输入： 4.1 材料的检验 4.1.1 无粘结预应力筋的检验。无粘结预应力筋出厂应有合格证外观检验，每个用户每次同规格订货为一检验批，且每批重量不大于30t,每批抽三根，每根长1m，进行外观检验。力学性能检验，进场时还应按30t一批，每根长1m, 进行力学性能检验（检验极限强度、屈服强度、伸长率等）。 4.1.2 无粘结预应力筋锚具的检验。无粘结预应力筋锚具出厂应有合
格证，不超过1000套为一批。 4.1.2.1 外观检验：从每批中抽取10%但不少于10套锚具检查其外观和尺寸。 4.1.2.2 硬度检验：从每批中抽取5%但不少于5套锚具进行硬度检验。 4.1.2.3 静载锚固性能检验：经过上述两项检验合格后，应从同批中抽取锚具，组成3各预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能检验。 4.2 张拉设备的校准：预应力筋的张拉采用YCQ20型前卡式千斤顶和ZB0.8—50型油泵配套使用。张拉设备的检校期限不宜超过半年。当张拉设备出现反常现象或千斤顶检修后，应重新校验。 4.3 从事预应力施工的人员，要经过岗前培训，考试合格后发预应力施工操作证，方可进行预应力的施工。 5. 无粘结预应力工艺流程操作规程 5.1 无粘结预应力筋下料、组装 5.1.1 无粘结预应力筋按规定取样送检合格后，根据公司技术部下发的料表进行定长下料。下料时使用砂轮锯切断，不得采用电、气焊切断。 5.1.2 合格的无粘结预应力筋不得有接头，机械损伤，不得形成死弯，断面要平齐，不能有毛刺或涂头，如发现破皮现象及时修补。 5.1.3 单端张拉的无粘结预应力筋要进行固定端组装。要求组装后预应力筋必须露出挤压套尾端5mm以上。 5.1.4 加工后的预应力筋按照梁号、板号进行预应力筋的编号，编组以及标识。 5.1.5 预应力筋铺放在干燥平整的地方，下面要有垫木，上面要有防雨措施，堆放的预应力筋严禁碰、杂以免出现破皮。 5.2 无粘结预应力筋的铺放帮扎和节点的组装
现浇混凝土后张法有粘结预应力施工工法
现浇混凝土后张法有粘结预应力施工工法 完成单位：福建省建筑科学研究院 现浇后张法有粘结预应力混凝土结构是预应力混凝土结构的主要结构型式之一。现浇后张有粘结预应力混凝土技术是通过预埋管道、穿筋、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求。通过工程实践总结形成本工法。 1 特点 1.0.1 有粘结预应力筋与混凝土的可靠粘结可使预应力筋能很好地发挥其力学性能，为所建立的预应力提供保障。 1.0.2有粘结预应力筋可根据受力的需要设计成多种曲线形式，使其能满足各种受力要求。 1.0.3 有粘结预应力混凝土结构有着良好的抗裂性能和抗变形能力，耐久性高，可有效地降低结构高度，节约材料，节约能源，使用性能优越。 2 适用范围 适用于大跨度、大空间的房屋建筑工程，如大跨度的混凝土梁、大偏心的框架柱、大柱网的混凝土楼板、大悬臂梁、转换梁或转换板、抗拔桩、基础地梁、地下室底板等混凝土结构中的各种构件。其它土木工程中的有粘结预应力构件也可参照使用。 3 工艺原理 通过张拉预应力筋，在混凝土构件中产生预压应力，张拉完后灌浆，使预应力筋与混凝土可靠粘结，充分发挥材料强度并使所建立的预压应力有更好的保障。 4 材料与机具 4.0.1预应力筋 常用后张有粘结预应力筋的规格及力学性能应符合表4-1的要求。 常用1×7结构钢绞线规格及力学性能表4-1
后张现浇预应力混凝土施工采用其它规格、级别的钢绞线时，应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的要求；采用其它形式、标准的预应力筋时，应按相应标准执行。 4.0.2 预应力锚固体系 现浇后张预应力端部锚具分为张拉端锚具和固定端锚具。张拉端锚具有圆型锚具、扁型锚具，固定端锚具常用的有H型压花锚和P型挤压锚，并可根据需要采用预应力筋连接器。 1 张拉端锚具由夹片、锚板、锚垫板以及螺旋筋四部分组成，如图4-1、4-2。 图4-1 圆型张拉端锚具图4-2 扁型张拉端锚具 2 固定端H型压花锚具，包括梨形自锚头的一段钢绞线、与连接锚头的钢筋支架、螺旋筋、端部封堵的干硬性水泥浆体等，如图4-3。 3 固定端P型挤压锚具，包括挤压套（含挤压片）、螺旋筋、固定端锚板、端部封堵的干硬性水泥浆体等，如图4-4。
现浇后张法有粘结预应力施工技术要点
现浇后张法有粘结预应力施工技术要点探析【摘要】：预应力施工是整个桥梁施工中的重要环节，后张预应力混凝土技术是通过预埋管道、穿束、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求。 【关键词】：锚垫板安装；波纹管定位；张拉； 【 abstract 】 : prestressed construction is an important link of the whole bridge construction, this technology is through the embedded prestressed concrete pipe, wear beam, tension and grouting process of concrete structure to establish prestressed meet the design requirements. 【 keywords 】 : anchor plate installation; the corrugated pipe positioning; tension; 中图分类号:tu74文献标识码：a文章编号： 前言：后张预应力混凝土技术是通过预埋管道、穿束、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求。为使预应力技术在公路桥梁施工中更好的应用和保证预应力施工质量，简要介绍一下后张预应力体系在公路桥梁施工时须特别注意的细节问题。 1.锚垫板安装 预应力锚具分为张拉端锚具和固定端锚具二种。要求锚具必须符合一类锚具的要求。而且与锚具配套使用的锚垫板必须是利用球墨铸铁铸造的。而且具备一定的抗压能力。 预应力锚具在进场后，必须根据规范要求取一定数量的锚具做
混凝土有限元分析
混凝土非线性有限元分析 1、推导破坏面上任一点的直角坐标转化成圆柱坐标的换算关系，并进行经典理论验证。 静水压力轴为通过坐标原点且与各坐标轴的夹角相等的线，静水压力轴上任一点的应力状态满足321σσσ==，其单位向量为（31,31,31）。与静水压力轴垂直的平面称为偏平面，通过坐标原点的偏平面称为π平面。 坐标轴上一点至静水压力 轴的距离，称为偏应力r 。 ξ—静水压力轴 r —偏应力 θ—相似角 θ-偏平面上偏应力r 与 1σ轴在偏平面上的投影 之间的夹角，称为相似角。 设P 点坐标为),,(321σσσ， N 点坐标为),,(m m m σσσ，则)(3 1321σσσσ++=m 。 oct I ON σσσσξ33 1)(311321==++==，其中，)(31321σσσσσ++==m oct ),,(),,(321321S S S NP m m m =---=→σσσσσσ，即o c t J S S S r τ3222322 21==++= 其中，2132322212)()()(3 132σσσσσστ-+-+-==J oct 1σ轴在π平面上的投影OC 的单位向量)1,1,2(6 1--=→e 则，r S S S S S S e r e r 62)2(6 1cos 321232221321σσσθ--=++--=??=→ →
即 oct m I σσξ333 11=== 22J r = 2 32132132262cos J r σσσσσσθ--=--= 拉压子午线为静水压力轴和一个主应力轴组成的平面，同时通过另两轴的等分线。拉压子午面与破坏曲面的交线分别称为拉、压子午线。 拉子午线：00=θ， 321σσσ=≥；静水压力与轴向拉应力组合，单轴受拉及二轴等压的应力状态位于拉子午线上。 拉子午线：060=θ， 321σσσ≥=；三轴受压，单轴受压及二轴等拉状态均位于压子午线上。 拉、压子午线与静水压力轴相交于同一点，即三轴等拉点。 混凝土破坏曲面的形状具有以下特点： 1、曲面连续、光滑、外凸 2、对静水压力轴三轴对称 3、曲面在静水压力轴拉端封闭，在压端开口 4、子午线的偏应力值随静水压力值的减小而单调增大 5、偏平面上的封闭包络线形状，随静水压力值的减小，由近似三角形渐变为外凸、饱满，过渡为一圆。 2、验证混凝土的强度准则，并绘制破坏曲面的偏平面与子午线图 （1）最大拉应力强度准则 当混凝土材料承受任一方向主拉应力达到混凝土轴心受压强度t f 时，混凝土破坏，其表达式为：t f =1σ，t f =2σ，t f =3σ 当o o 600≤≤θ，且321σσσ≥≥时，破坏准则为：t f =1σ 根据???????????????????+?????????+-=??????????+??????????=??????????1113)32cos()32cos(cos 3211112321321I J S S S m πθπθθσσσσ （o o 600≤≤θ）
混凝土有限元分析
混凝土有限元分析 廖奕全 （06级防灾减灾工程及防护工程，06114249） 摘要：用传统的理论解析方法分析钢筋混凝土结构，只能解决一些非常简单的构件或结构的非线性问题，对大量的钢筋混凝土结构的非线性分析问题只能用数值方法解决，因此，有限元方法作为一个强有力的数值分析工具，在钢筋混凝土结构的非线性分析中得到了广泛地应用。随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法也得以迅速的发展并发挥出巨大的作用。 关键词：钢筋混凝土有限元分析有限元模型 钢筋混凝土结构是土木工程中应用最广泛的一种建筑结构。相比其它材料结构，钢筋混凝土结构有以下特点：①造价低，往往是建筑结构的首选材料；②易于浇注成各种形状，满足建筑功能及各种工艺的要求；⑧充分发挥钢筋和混凝土的作用，结构受力合理：④材料的重度与强度之比不大；⑤材料性能复杂，一般的计算模型难与实际结构的受力情况相符。正因为钢筋混凝土材料的这些优缺点，长期以来，钢筋混凝土在工程中的应用如此广泛；为了满足工程需要所建立的反映混凝土材料性能的计算模型也不断完善。然而，混凝土是一种由水泥、水、砂、石及各种掺合料、外加剂混合而成的成分复杂、性能多样的材料。到目前为止，还没有一种公认的、能全面反映混凝土的力学行为和性质的计算模型或本构关系。因此，对钢筋混凝土的力学性能研究还需要学术界和工程人员继续努力。长期以来，人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的受力和变形，以极限状态的设计方法来确定构件的承载能力。这种设计方法在一定程度上能满足工程的要求。随着国民经济的发展，越来越多大型、复杂的钢筋混凝土结构需要修建，而且对设计周期和工程质量也提出了更高的要求。这样一来，常规的线弹性理论分析方法用于钢筋混凝土结构和构件的设计就力不从心。设计人员常有“算不清楚”以及“到底会不会倒”的困惑。为此，钢筋混凝土非线性有限元分析方法开始受到重视。同时，随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法也得以迅速的发展并发挥出巨大的作用。 一、钢筋混凝土结构有限元分析的意义 钢筋混凝土结构是目前各种建筑结构物的主要结构形式，由于钢筋混凝土结构受到较大的荷载(如地震荷载)作用时其非线性特性对结构的性能影响很大，所以钢筋混凝土结构的非线性分析在结构抗震工程领域中十分重要并成为一个研究热点。用传统的理论解析方法分析钢筋混凝土结构，只能解决一些非常简单的构件或结构的非线性问题，对大量的钢筋混凝土结构的非线性分析问题只能用数值方法解决，因此，有限元方法作为一个强有力的数值分析工具，在钢筋混凝土结构的非线性分析中得到了广泛地应用。由于钢筋混凝土是由两种性质不同的材料——混凝土和钢筋组合而成的，它的性能明显地依赖于这两种材料的性能以及它们的相互作用，特别是在非线性阶段，混凝土钢筋本身的各种非线性性能，都不同程度地在这种组合材料中反映出来。以下是与钢筋混凝土结构计算分析有关的一些非线性问题： 1)由于钢筋和混凝土的抗拉强度相差很大，钢筋混凝土结构在正常使用状态下，大部分受弯构件都已经开裂而进入非线性状态。2)混凝土和钢筋在一个结构中共同工作的条件是两者之间的变形协调而且没有相对的滑移，但实际上，这种条件并不能完全满足，特别是在反