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有限單元模型的選取及應用
更新時間:2021-04-10 17:51
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(1)平面梁單元模型

    平面梁單元每節(jié)點有3個自由度,即節(jié)點在平面內的兩個線位移和一個角位移。在采用平面梁單元模型時,為保證計算精度,一般要求跨長J信比截面尺寸大很多。

 

(2)空間梁單元模型

    用空間梁單元對結構進行離散,可以直接給出計算截面的內力和變形,根據結構受力后截面是否保持平面,可以分為無翹曲扭轉單元和翹曲扭轉單元。

 

(3)梁格模型

    梁格模型是用于模擬寬梁、彎梁、斜梁等橋梁結構的一種常見分析方法。用縱、橫梁格來比擬箱梁(腹板、頂底板)的受力,梁格本身為空間梁單元。梁格模型可以考慮整個截面的橫向變形,可以得到內力的橫向分布情況。與實體元模型相比,梁格模型是一種用較小的計算代價取得較為理想的計算結果的實用計算方法。

 

(4)板殼元和實體有限元模型

    板殼元和實體有限元模型適宜于復雜、寬體等空間效應顯著的情況。用實體和(或)板殼單元建模,可以最大限度地模擬箱梁實際尺寸,計入翹曲、畸變、剪力滯等影響。但是,空間模型單元數量大,預應力筋的張力雖可以通過對桿單元降溫或施加初應變的方法來模擬,但難以考慮預應力損失和各種時效影響。輸出結果為應力狀態(tài),與規(guī)范按內力進行承載力檢算的方式不匹配,若將應力積分為內力,其復雜程度令人生畏。

 

    概括起來說,直線橋和半徑較大的曲線橋宜采用平面桿系模型;寬跨比較小的曲線橋可采用空間梁元模型;多室箱梁和寬跨比較大的直線橋、曲線橋宜采用空間梁格模型;構造復雜或空間效應明顯的直、曲寬梁橋,可以采用實體、板殼元建??疾炜臻g應力分布,校驗其他模型的分析結果。

 

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