应力配筋方法浅析

应力配筋方法浅析

摘要目前的配筋方法主要还是依造结构力学的方法，利用内力进行结构的配筋。但是在水工结构中，有很多结构形式复杂，结构的受力和边界条件等也比较复杂，常规的结构分析方法难于准确地了解结构的变形规律和应力分布；另外随着建筑功能的多样化发展，建筑中运用转换层越来越普遍，而转换层的结构形式多变，整体性强，不应简化为杆系结构；在桥梁工程中，一些悬索桥、斜拉桥索的锚固区受力复杂，配筋一般通过经验进行，比较保守而且导致混凝土浇注困难。这些情况都导致采用内力配筋法无法满足工程的需要，而应力配筋法却可以适用于任何体系结构，因此，本文对应力配筋的方法进行一个初步的探讨。

关键词应力配筋方法

1、应力配筋法的发展史

应力配筋法的思想在水工钢筋混凝土结构中已有所应用。在水工结构中常会遇到一些无法用结构力学方法计算出截面内力(弯矩M，轴力N，剪力V或弯矩T等)的构件，而只能按照弹性理论方法(经典理论解，弹性有限元或弹性模型试验等)求出结构各点的应力状态。因而，也就无法用内力截面极限承载力公式计算配筋用量。在《水工混凝土结构设计规范》中提出了按弹性应力图形配筋的方法。由弹性理论计算得出结构在荷载作用下的拉应力图形，再根据拉应力图形面积计算出配筋用量。这种配筋方法比较简单易行，可适用于各种复杂的结构，但在理论上并不完善，一般情况下配筋偏于保守。

我国在六十年代曾考虑对水工的非杆件结构采用“全面积配筋”的方法，规定“当最大主拉应力大于混凝土的许可拉应力时，全部主拉应力由钢筋承担”。这种方法没有极限状态的概念，为考虑混凝土的抗拉作用，计算结果十分保守。《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78编制组在调查总结了大量的工程设计经验的基础上特制订了附录四的有关条文，提出“按主拉应力图形中扣除小于混凝土许可拉应力的剩余主拉应力图形面积配筋”的计算公式，并对公式的适用条件，配筋方式等做出了明确规定。但是，该公式尚不能考虑混凝土开裂后在截面上的应力重分布，而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分和钢筋承担的部分。经过多年的工程实践证明这种做法是偏于保守的，有关研究还从理论上证明了它的保守性。为此，在《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)应用了以概率理论为基础的，使用分项系数的极限状态设计方法对原有的应力配筋方法进行了改进。

2、水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)

应力配筋方法浅析

应力配筋方法浅析 摘要目前的配筋方法主要还是依造结构力学的方法，利用内力进行结构的配筋。但是在水工结构中，有很多结构形式复杂，结构的受力和边界条件等也比较复杂，常规的结构分析方法难于准确地了解结构的变形规律和应力分布；另外随着建筑功能的多样化发展，建筑中运用转换层越来越普遍，而转换层的结构形式多变，整体性强，不应简化为杆系结构；在桥梁工程中，一些悬索桥、斜拉桥索的锚固区受力复杂，配筋一般通过经验进行，比较保守而且导致混凝土浇注困难。这些情况都导致采用内力配筋法无法满足工程的需要，而应力配筋法却可以适用于任何体系结构，因此，本文对应力配筋的方法进行一个初步的探讨。 关键词应力配筋方法 1、应力配筋法的发展史 应力配筋法的思想在水工钢筋混凝土结构中已有所应用。在水工结构中常会遇到一些无法用结构力学方法计算出截面内力(弯矩M，轴力N，剪力V或弯矩T等)的构件，而只能按照弹性理论方法(经典理论解，弹性有限元或弹性模型试验等)求出结构各点的应力状态。因而，也就无法用内力截面极限承载力公式计算配筋用量。在《水工混凝土结构设计规范》中提出了按弹性应力图形配筋的方法。由弹性理论计算得出结构在荷载作用下的拉应力图形，再根据拉应力图形面积计算出配筋用量。这种配筋方法比较简单易行，可适用于各种复杂的结构，但在理论上并不完善，一般情况下配筋偏于保守。 我国在六十年代曾考虑对水工的非杆件结构采用“全面积配筋”的方法，规定“当最大主拉应力大于混凝土的许可拉应力时，全部主拉应力由钢筋承担”。这种方法没有极限状态的概念，为考虑混凝土的抗拉作用，计算结果十分保守。《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78编制组在调查总结了大量的工程设计经验的基础上特制订了附录四的有关条文，提出“按主拉应力图形中扣除小于混凝土许可拉应力的剩余主拉应力图形面积配筋”的计算公式，并对公式的适用条件，配筋方式等做出了明确规定。但是，该公式尚不能考虑混凝土开裂后在截面上的应力重分布，而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分和钢筋承担的部分。经过多年的工程实践证明这种做法是偏于保守的，有关研究还从理论上证明了它的保守性。为此，在《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)应用了以概率理论为基础的，使用分项系数的极限状态设计方法对原有的应力配筋方法进行了改进。 2、水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)

有限元分析 均布荷载作用下深梁的变形和应力

有 限 元 分 析 上 级 报 告 学院： 专业： 姓名： 班级： 学号：

均布荷载作用下深梁的变形和应力 两端简支，长度l=5m，高度h=1m的深梁，在均布荷载q =5000N/m作用下发生平面弯曲（如图4.1所示）。已知弹性模量为30Gpa，泊松比为0.3，试利用平面应力单元PLANE82，确定跨中的最大挠度，和上下边缘的最大拉压应力。 4.1 均布荷载作用下深梁计算模型 1．理论解 具有两个简支支座支承的简支梁，它的变形和应力分布在理论上是没有解析表达式。 在一般的弹性力学教科书中，只有将两边支座简化为等效力的条件，即在两个支座的侧表面上作用有均匀分布的剪力情况，才可以得到理论解答。 (1) 设定应力函数。 获得这种情况下的解答的主要思路是：按照应力解法，考虑到应力分量关于该梁中心 位置（x=2.5，y=0.5）有对称和反对称关系。可以首先假定一个应力函数为： Φ = A(y - 0.5)5+ B(x - 2.5)2 (y -0.5)3 +C(y -0.5)3+ D(x- 2.5)2+ E(x -2.5)2 (y - 0.5) (4.1) 依据这个应力函数，可以获得各个应力分量，按照上表面受均布压力作用简支梁的上 下表面和左右侧表面的应力边界条件，确定出应力函数（4.1）中的各个待定系数A，B，C，D和E。 按照应力求解平面应力问题方法，应力函数应该满足双调和函数： ?2?2Φ = 0 (4.2) 将（4.1）应力函数代入上式后，得到： 24 B( y - 0.5) +120A(y - 0.5) = 0 (4.3) 即： B = -5A (4.4) (2)确定应力分量。 应力函数与应力分量之间的关系为： (3) 利用梁的上下表面边界条件确定积分常数。 上表面受均布压力作用简支梁的上表面（y=h=1m）的应力边界条件:

结构配筋设计全过程

柱内纵向钢筋的摆放间距： 板内钢筋的配置： 1.板底受力钢筋间距板厚h≤150mm时不宜大于200mm，板厚h>150mm 不宜大于且不宜大于 250mm。配筋与梁相同）。板的经济配筋率为 %～ % 。 2.板面负筋钢筋间距及构造要求见混凝土规范注意最小配筋的限制。 3.单向板分布钢筋 4.温度钢筋、防裂缝钢筋 5.在楼板角部，布置附加钢筋自己还不懂。 6.双向板的短向h0应取h-(15+d/2),一般可取h-20（相当于钢筋直径d=10），长向h0应取h-(15+d+d/2)， 一般可取h-30（相当于钢筋直径d=10）。如果对此问题未予注意，而将两个方向的h0取为等值，这使另一方向的配筋量偏小。 7. 什么情况下的板可以采用双层双向配筋？关于双层双向配筋问题，规范没有明确的要求，哪 些部位必须双层双向配筋。但建议在厚板（180）以上，或受温度应力较大的部位混凝土易出现裂缝等部位，使用双层双向配筋。在这样的建议下，我个人在设计中通常都在以下部位采用双层双向配筋：基础筏板、地下室防水刚性底板、高层结构作为崁固层的楼板、使用荷载较大，且受力复杂的楼板（如，汽车坡道）、有动力荷载的楼板、屋面板、裸露在室外的楼板、异形楼板等等。还有就是面积比较小的房间，比如厨房，卫生间，拉通省事。在我所见过的和做过的设计里，板双层双向配筋的情况主要有筏板基础、地下室顶板、还有屋面板。筏板基础和地下室顶板双层双向配筋主要是因为荷载大，受力复杂，容易受力不均匀，所以双层双向配筋；屋面板双层双向配筋是因为屋面板受温度应力的影响很大，需要配温度钢筋，这样的话在施工上就造成了麻烦，所以一般屋面板就双层双向配筋了。 8.卧置在地基上的基础筏板，当板厚>2m时：宜沿板厚度方向间距不超过1米设置与板面平行的构造 钢筋网片直径≥12mm 间距≤200mm见混凝土规范 9.不能机械的固守“负筋必须与梁轴线垂直”的概念，应综合考虑钢筋的布置，以钢筋尽量不交叉重叠 为原则。如三角形板应双层双向布置，不应采用分离式配筋，这样施工起来也较方便。 框架梁纵向钢筋的配置： 1.非抗震梁（五级）的配筋按PKPM计算的结果配筋即可， 2.抗震梁的配筋除应满足一侧受拉纵筋最小钢筋直径 对于跨中钢筋的超筋限制规范没有明确规定，一般就按混凝土书的ζb来确定，其实PKPM会计算，我们只需按结果配筋就行。 对于梁端（即支座）的超筋; 考虑支座内力塑性重分布梁端ζ; 在满足计算要求的前提下，还要满足梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，而且要注意这里的比值应该以实际配筋来计算。 概括一下：在计算最小配筋率时，实际工程中：1.当你计算梁的配筋率的时候，验算是否达到最小配筋率，请用b·h来做乘数，验算最大配筋率的时候，分子请用b·h。，这样偏安全。2.计算柱子配筋率时，全用b·h。 经济配筋率：矩形梁%～% ，T形梁%～%

基于有限元ANSYS的压力容器应力分析报告

压力容器分析报告

目录 1 设计分析依据 (1) 1.1 设计参数 (1) 1.2 计算及评定条件 (1) 1.3 材料性能参数 (1) 2 结构有限元分析 (2) 2.1 理论基础 (2) 2.2 有限元模型 (2) 2.3 划分网格 (3) 2.4 边界条件 (5) 3 应力分析及评定 (5) 3.1 应力分析 (5) 3.2 应力强度校核 (6) 4 分析结论 (8) 4.1 上封头接头外侧 (9) 4.2 上封头接头内侧 (11) 4.3 上封头壁厚 (13) 4.4 筒体上 (15) 4.5 筒体左 (17) 4.6 下封头接着外侧 (19) 4.7 下封头壁厚 (21)

1 设计分析依据 （1）压力容器安全技术监察规程 （2）JB4732-1995 《钢制压力容器-分析设计标准》-2005确认版 1.1 设计参数 表1 设备基本设计参数 正常设计压力MPa 7.2 最高工作压力MPa 6.3 设计温度℃0~55 工作温度℃5~55 工作介质压缩空气46#汽轮机油 焊接系数φ 1.0 腐蚀裕度mm 2.0 容积㎡ 4.0 容积类别第二类 计算厚度mm 筒体29.36 封头29.03 1.2 计算及评定条件 （1）静强度计算条件 表2 设备载荷参数 设计载荷工况工作载荷工况 设计压力7.2MPa 工作压力6.3MPa 设计温度55℃工作温度5~55℃ 注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。 1.3 材料性能参数 材料性能参数见表3，其中弹性模型取自JB4732-95表G-5，泊松比根据JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2、表6-4、表6-6确定。 表3 材料性能参数性能

定应力求配筋容许应力法的简捷计算方法汇总

定应力求配筋容许应力法的简捷计算方法 陈永运 本方法是“按容许应力法直接计算钢筋面积的方法”的发展，更全面更实用。 1 偏心压力作用在矩形面内按容许应力法计算，仍然可以直接求钢筋面积 偏心压力作用在矩形面内按容许应力法计算，仍然可以直接求钢筋面积。因为我们的求解途径依然是确定钢筋应力后直接算面积。不同的是，力作用在截面内时要先计算出钢筋可以使用的应力值，这里称其为“设定应力”。针对设定应力的含义，最初使用的是“容许应力”这个名词，这是因为力作用截面以外，钢筋的应力值是可以达到规范规定的数值的，尽管我们不一定用到那样高。而力作用在截面内时，就不一定能达到规范所规定的那样高的数值了。为避免误会，以后均以“设定应力”来代替曾采用过的容许应力。 偏心压力作用在截面以外，之所以能对钢筋的设定应力取较高的数值，是因为受压区可以缩得很小。当配筋既定，受压区将随着偏心弯矩的增大而变小。即便偏心力很小，如果配筋数量不多的话，随着裂缝开展，受压区也会缩小；因为从理论上来说，假定混凝土是不承受拉应力的。 按容许应力法的平面直线的基本假定，随着受压区高度的减小和裂缝开展，受拉钢筋的应力将逐渐变大，其应力终将能达到所设定的数值。如果按计算所得的面积配置钢筋，从理论上来说，该钢筋的受拉应力就等于设定的应力值。如果实际配筋较计算有所增加或减少，则钢筋应力会较设定应力值偏低或稍高。 当偏心压力作用在截面内时，偏心力的着力点就作用在受压区范围内的某个位置处。受压区面积不会像偏心力作用在截面外那样缩得很小，是有一定限值的，换句话来说，是有一个最小的受压区的。该受压区合力中心直接与偏心力平衡。对于矩形截面，这个最小的受压区的高度是“偏心力作用点至截面受压端距离的3倍”，即x =3()o s h e （符号意义见图1）。 这仅是为讨论方便，既没有考虑混凝土的强度，也不考虑构件的总体稳定问题。受压区不会因偏心力的增大而缩小，截面的受压区只会因配筋的增多而加高。随着受压区的加高，钢筋应力将不断降低。因此在偏心力作用在截面内时，钢筋的应力不能随意设置。所用的设定应力。一般要较规范规定有不同幅度的降低。只有当偏心力作用在截面受压侧上边缘附近，即内力臂z 值 较大时，或钢筋容许应力本身就较低的的情况下，经计算或可以按规范规定设定其数值。而当偏心距较小或偏心力较小时，受拉钢筋的应

基于ANSYS的齿轮应力有限元分析

本科毕业设计 论文题目：基于ansys的齿轮应力有限元分析 学生姓名： 所在院系：机电学院 所学专业：机电技术教育 导师姓名： 完成时间：

摘要 本文主要分析了在ansys中齿轮参数化建模的过程。通过修改参数文件中的齿轮相关参数，利用APDL语言在ANSYＳ软件中自动建立齿轮的渐开线。再利用图形界面操作模式，通过一系列的镜像、旋转等命令，生成两个相互啮合的大小齿轮。运用有限元分析软件ANSYS对齿轮齿根应力和齿轮接触应力进行分析计算,得出两个大小齿轮的接触应力分布云图。通过与理论分析结果的比较,验证了ANSYS在齿轮计算中的有效性和准确性。 关键词 :ANSYS,APDL，有限元分析,渐开线，接触应力。

Modeling and Finite Element Analysis of Involute Spur Gear Based on ANSYS Abstract We have mainly analyzed spur gear parametrization modelling process in the ansys software. using the APDL language through revises the gear related parameter in the parameter document,we establishes gear's involute automatically in the ANSYS software.Then, using the graphical interface operator schema, through a series of orders ,mirror images, revolving and so on, we produce the big and small gear which two mesh mutually. Carring on the stress analysis of the gear by using the finite element analysis software-- ANSYS, we obtain two big and small gear's contact stress distribution cloud charts. through with the theoretical analysis result's comparison,we explain ANSYS in the gear computation validity and the accuracy. Keywords: ANSYS; APDL;finite element analysis;involute line;contact stress

混凝土结构配筋设计

混凝土结构配筋设计 关键词：混凝土结构加固砌体式结构钢筋结构加固1混凝土结构加固混凝土结构的加固分为直接加固，并加强间接两种，在设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和必要的技术。1.1直接加固的一般方法1）放大段加固法添加混凝土现浇钢筋发生水平弯曲受压区混凝土构件，可能会增加部分有效高度，扩大截面面积，从而提高了组件的右侧部分反弯，斜截面抗切割能力部分刚度，起到加固补强的作用。在适当的肌肉范围，改变混凝土弯曲的组件的右侧部分配套能力，随着钢筋面积和强度的提高增加。在原来的组件的右侧部分钢筋的比例不太高的情况，增加了主要加固面积有可能提出的高原组件的右侧部分抗弯曲能力，有效地支持。拉一节中，通过新的加拿大部分和原构件共同工作的领域添加现浇现浇混凝土外套组成部分增加，但提高了有效成分的配套能力，改善正常的经营业绩。放大段加固法施工工艺简单，兼容，并具有成熟的设计和施工经验，在梁，板，柱，墙和一般结构用混凝土加固;但现场施工的湿作业时间长，对生产与生活有一定的影响，并加强建筑清拆后有一定减少。2）置换混凝土加固法该法与放大优点的部分方法被关闭，并经过加强的，不影响建筑物的清拆，但同样存在施工湿作业时间长的缺点;适合偏低或有混凝土承运人等严重缺陷梁，柱受压区混凝土强度的钢筋。3）粘结外包段加固法外包头钢铁厂强化是在部分或钢板包裹是钢筋构件的外，境外包头钢铁厂强化钢筋混凝土梁使用湿外包法律一般，即采用环氧树脂化中的牛奶等上与方法，以加强段施工委员会蛋糕一个整体，加固后的组件，因为是压缩钢横截面面积大幅度提高拉，所以右侧部分配套能力和部分刚性大幅度的提高。该法还表示，包头钢铁厂外湿加固法，应力可靠，施工简便，现场工作量小，但与钢材数量大，不宜在上面，在非600℃用途，保护的形势高温场所;适合不允许在使用明显增加原构件截面尺寸，但要求以增强其承载能力的大型混凝土结构的加固。4）粘钢加固法外面的钢筋弯曲混凝土构件粘钢加固是（右边部分被拉到在组件配套能力不足，扇形的面积，右侧部分受压区或斜截面）表面胶钢板，这样可以提高是增强组件的配套能力，和施工方便。 10 该法施工速度快，现场工作或不湿上只有少数湿抹灰工程等，对生产与生活的影响小，经过加强的，是不显着原有结构的外观和原定清拆影响，但加固效果是决定由胶粘工艺和操作水平很大程度上，是在合适的承受静态函数，而在正常的湿度环境是弯曲或拉构件加固。5）粘胶纤维增强塑料加固法外贴纤维加固与胶结材料粘贴在该组件是加强该地区的拉纤维增强复合材料，使其与一节加强联合工作，达到磨练组件承载能力的目的。除了具有类似胶水的钢板的优点，又具有防腐泥泞，耐潮湿，不增加自身结构重量近，耐用，维护费用低等优点，但需要特殊的防火处理，是适合各种应力混凝土结构构件的性质和一般建设。此法的优点和缺点与扩大部分将接近法是适用于钢筋混凝土结构构件的斜截面承载力不足，或必须施加横向约束力的挤压成员的情况。6）缫丝法此法的优点和缺点与扩大部分将接近法是适用于钢筋混凝土结构构件的斜截面承载力不足，或必须施加横向约束力的挤压成员的情况。7）锚杆锚固法方这项法律是在合适的混凝土强度等级为C20的混凝土?C60的承重成员改造，加固，它已经不适合上述结构，素质结构，光认真适合很体面。1.2间接加固的一般方法1）预应力加固法（1）Thepre，强调加强横向拉杆弯曲混凝土的成员，因为前强调，增加外部装入拉杆的共同作用，有轴向张力，通过杆结束这一部分的人数上的偏心传输锚（当拉杆与梁底部表面紧密贴合板，拉杆可以寻找调整与组件一起，这股热潮已分压传输组件底部表面直接），在组件中的偏心压缩功能，这个功能已经克服弯矩以外的部分负荷生产外荷载效应降低，从而激化组件的抗弯曲能力。同时，由于拉杆传递给组件的压力的作用，组件裂纹的发展可以缓解，控制，斜截面反减的配套能力也增强与它一起。作为水平提升干的函数的结果，原来的组件的部分由收到弯曲应力的特点变成了偏心受压，因此，在加固，组件的配套能力，主要是在弯曲决定的条件下，原始组件的配套能力。（2）在钢

SATWE配筋简图

一、 SATWE 配筋简图有关数字说明 1.1 梁 1.1.1砼梁和劲性梁 1 3 21321Ast VTAst Asm Asm Asm As As As GAsv ----- 其中： As1、As2、As3为梁上部(负弯矩)左支座、跨中、右支座的配筋面积(cm2)； Asm1、Asm2、Asm3表示梁下部(负弯矩)左支座、跨中、右支座的配筋面积(cm2)； Asv 表示梁在Sb 范围内的箍筋面积(cm2)， 取抗剪箍筋Asv 与剪扭箍筋Astv 的大值； Ast 表示梁受扭所需要的纵筋面积(cm2)； Ast1表示梁受扭所需要周边箍筋的单根钢筋的面积(cm2)。 G ，VT 分别为箍筋和剪扭配筋标志。 梁配筋计算说明： （1）对于配筋率大于1%的截面，程序自动按双排筋计算，此时，保护层取60mm ； （2）当按双排筋计算还超限时，程序自动考虑压筋作用，按双筋方式配筋； （3）各截面的箍筋都是按用户输入的箍筋间距计算的，并按沿梁全长箍筋的面积配 箍率要求控制。 若输入的箍筋间距为加密区间距，则加密区的箍筋计算结果可直接参考使 用，如果非加密区与加密区的箍筋间距不同，则应按非加密区箍筋间距对计算 结果进行换算； 若输入的箍筋间距为非加密区间距，则非加密区的箍筋计算结果可直接参 考使用，如果加密区与非加密区的箍筋间距不同，则应按加密区箍筋间距对计 算结果进行换算。

1.1.2 钢梁 R1-R2-R3 其中： R1表示钢梁正应力与强度设计值的比值F1/f； R2表示钢梁整体稳定应力与强度设计值的比值F2/f； R3表示钢梁剪应力与抗剪强度设计值的比值F3/fv。 其中F1，F2，F3，的具体含义： F1=M/（Gb Wnb） F2=M/（Fb Wb） F3（跨中）=V S/(I tw)， F3（支座）=V/Awn 1.2. 柱 1.2.1 矩形混凝土柱和劲性柱 在左上角标注：（Uc）、在柱中心标柱：Asv、在下边标注：Asx、在右边标注： Asy、引出线标注：As_corner As_corner （ Asx 其中： As_corner为柱一根角筋的面积，采用双偏压计算时，角筋面积不应小于此值，采用单偏压计算时，角筋面积可不受此值限制(cm2)； Asx，Asy分别为该柱B边和H边的单边配筋，包括角筋(cm2)； Asv 表示柱在Sc范围内的箍筋； Uc 表示柱的轴压比。 柱配筋说明： （1）柱全截面的配筋面积为：As=2*(Asx+Asy) - 4*As_corner； （2）柱的箍筋是按用户输入的箍筋间距计算的，并按加密区内最小体积配箍率要求控制； （3）柱的体积配箍率是按双肢箍形式计算的，当柱为构造配筋时，按构造要求的体积配箍率计算的箍筋也是按双肢箍形式给出的。

转换结构的主次梁应力分析

转换结构的主次梁应力分析 第1l期 2007年11月 广东土木与建筑 GUANGD0NGARCHITECTURECIVILENGINEERING No.11 N0V2oo7 转换结构的主次梁应力分析 成林星1韩小雷2 (1,东莞市常平建筑设计院广东东莞523560;2,华南理工大学广州510640) 摘要:在主次粱转换工程中,必须对转换主,次梁进行应力分析并按应力校核配筋,文中着重分析水平及竖向荷 栽作用下转换主次梁相应的应力分布规律,为转换梁工程设计提供类似结构转换粱受力概念及计算分析方法. 关键词:转换层;转换梁:有F~-,L分析 1引言 在高层建筑主次梁转换层结构中.框支主梁需 承受剪力墙,转换次梁及其上的剪力墙荷载,其传力 途径多次转换.受力复杂.框支主梁除承受其上部 剪力墙的作用外.还需承受次梁传来的剪力,扭矩和 弯矩.故较易发生受剪破坏[2=.《高层建筑混凝土结 构技术规程》规定,转换层上部的竖向抗侧力构件 (墙,柱)宜直接落在转换层的主结构上,当结构竖向 布置复杂.框支主梁承托剪力墙,转换次梁及其上剪 力墙时.应进行应力分析和应力校核进行配筋.并加 强配筋构造措施[1=在实际工程中常会遇到转换层

上部剪力墙平面布置复杂的情况 高层建筑结构梁式转 换层的主要受力构件是转 换大梁.作为支承上部剪力 墙的基础.如何保证其具有 足够的承载力.就要了解转 换梁的受力形式及影响其 受力的各方面因素其中 主要的影响因素如下:①上 部结构的结构形式:②上部 结构与转换梁的相对刚度: ③转换梁与其下部支承结 构(柱或墙)的相对刚度等. 实际上转换梁的受力 特性与上部墙柱构件参与 共同工作的比例相关:①部 分墙体支承在框支柱上的 转换梁:它与上部墙体共同 工作.墙体的一部分荷载直 14 接传递给柱,剪力墙的受力性能发生较大的改变.在转换梁上部靠近支座处的墙体内有较大的剪应力: ②部分墙体位于框支柱净跨中的转换梁:其受力相当于梁跨中间段承受一定长度的均布荷载.但在转换梁的受荷载梁段由于存在着剪力墙的共同作用也相当于普通梁中间有一段刚性梁段.由于上部墙体的作用.相应墙下转换梁就有一段范围出现受拉区. 这是墙转换梁作为一个整体共同弯曲变形.墙体约束了梁的变形.使转换梁所受的弯矩明显减小

PKPM手工配筋(根据SATWE配筋简图)

根据SATWE计算结果手工配筋 一、SATWE梁的计算结果的含义： 1、加密区和非加密区箍筋都是按用户输入的箍筋间距计算的，并按沿梁全长箍筋的面积配 筋率要求控制。 若输入的箍筋间距为加密区间距，则加密区的箍筋计算结果可直接参考使用，如果非加密区与加密区的箍筋间距不同，则应按非加密区箍筋间距对计算结果进行换算； 1）用户输入的箍筋间距信息在SATWE参数设置框中

2）沿梁全长箍筋的面积配筋率要求，见《混规》11．3．9 梁端设置的第一个箍筋距框架节点边缘不应大于50mm。非加密区的箍筋间距不宜大于加密区箍筋 间距的2倍。沿梁全长箍筋的面积配筋率ρsv应符合下列规定： 3）如何进行换算？ 保持总的配箍率不变，当加密区间距为100，非加密区间距为200，则应对非加密区箍筋面积进行换算，假设换算前后面积分别为ASV1、ASV2，间距分别为S1、S2，则有：ASV1/ S1= ASV2/ S2.[即Asv/S保持不变，原因见《混规》-2010中式（4.3.2-2）] 2、算例 下面的梁为百盛米厂第三层右边数过来第四根边梁。 该梁有关信息如下： 截面参数(m) B*H = 0.250*0.600 保护层厚度(mm) Cov = 30.0 箍筋间距(mm) SS = 100.0 混凝土强度等级RC = 30.0 主筋强度(N/mm2) FYI = 360.0 箍筋强度(N/mm2) FYJ = 210.0 抗震构造措施的抗震等级NF = 4 1、梁顶纵筋和梁底纵筋（bxh=250mmx600mm） 1）配置原则：

框架梁、次梁单侧纵筋不得多于两层，底筋根数不少于3根； 同侧纵筋布置中，不同直径的钢筋，直径相差不大于2级； 框架梁、次梁通长纵筋直径可小于支座短筋直径。尽量使通长面筋（钢筋面积） 不大于支座纵筋面积的60％，但不宜小于30％。 2）手工配置： 梁面（右）：AS=12cm2=1200 mm2, 实配4根HRB400级直径20（1257），保护层 C=20，2x(20+8)+3x25+4x20=211<250, 放置一排,满足（见《混凝》P102和P115） 梁底（左）（：AS=13cm2=1300 mm2, 实配5根HRB400级直径20（1571），保护 层C=20，2x(20+8)+4x25+5x20=256>250, 放置两排，上排2根，下排3根。 2、梁加密区、非加密区箍筋：G0.7—0.7 1）配置原则：1.满足受力要求；2.满足构造要求； 2）手工配置：G0.7—0.7 G—箍筋标志 0.7—表示在箍筋间距100mm范围内，箍筋总横截面（S范围内水平剖切面）面积为70 mm2,至少配置2肢箍，2*ASV1≧70mm2, 即有单肢箍Asv1≧35mm2,d=8mm(Asv1=50.3),满足要求。 3) 非加密区换算 ASV1/ S1= ASV2/ S2，ASV1=0.7（后），S1=100，非加密区S2=150，则ASV2=1.05=105 mm2，配置2肢箍，2根d=8mm(Asv=50.3x2=100.6mm2)，面积基本满足。 若非加密区间距为200，ASV1/ S1= ASV2/ S2，ASV1=0.7，S1=100，S2=200，则 ASV2=1.4=140 mm2，则若配置2肢箍，2根d=8mm(50.3)则不安全, 可配2根d=10mm 钢筋，Asv2=157mm2>140mm2 3、梁受扭纵筋：VT1—0.1 VT—受扭钢筋标志 1—表示受扭纵筋面积，单位为cm2,1即为100 mm2，可在梁侧配置受扭纵筋N4根12(As=452.2mm2,混规11.3.9) 4、梁抗扭箍筋 0.1—表示抗扭箍筋沿周边布置的单肢箍面积（cm2），即10 mm2，此处可验算上述 配置箍筋是否满足70+10=80的要求，适配箍筋Asv=2x50.3mm2>80mm2，满足（即实配箍筋面积≧抗扭箍筋面积+抗剪箍筋面积）。 5、PKPM的初始配筋钢筋与手算比较： 梁左：1）电算配筋为：2根20+2根18HRB400，As=1137mm2, 略小于配筋简图中1200mm2[(1200-137)/1200=5.2%]

应力配筋方法浅析

摘要目前的配筋方法主要还是依造结构力学的方法，利用内力进行结构的配筋。但是在水工结构中，有很多结构形式复杂，结构的受力和边界条件等也比较复杂，常规的结构分析方法难于准确地了解结构的变形规律和应力分布；另外随着建筑功能的多样化发展，建筑中运用转换层越来越普遍，而转换层的结构形式多变，整体性强，不应简化为杆系结构；在桥梁工程中，一些悬索桥、斜拉桥索的锚固区受力复杂，配筋一般通过经验进行，比较保守而且导致混凝土浇注困难。这些情况都导致采用内力配筋法无法满足工程的需要，而应力配筋法却可以适用于任何体系结构，因此，本文对应力配筋的方法进行一个初步的探讨。 关键词应力配筋方法 1、应力配筋法的发展史 应力配筋法的思想在水工钢筋混凝土结构中已有所应用。在水工结构中常会遇到一些无法用结构力学方法计算出截面内力(弯矩m，轴力n，剪力v或弯矩t等)的构件，而只能按照弹性理论方法(经典理论解，弹性有限元或弹性模型试验等)求出结构各点的应力状态。因而，也就无法用内力截面极限承载力公式计算配筋用量。在《水工混凝土结构设计规范》中提出了按弹性应力图形配筋的方法。由弹性理论计算得出结构在荷载作用下的拉应力图形，再根据拉应力图形面积计算出配筋用量。这种配筋方法比较简单易行，可适用于各种复杂的结构，但在理论上并不完善，一般情况下配筋偏于保守。 我国在六十年代曾考虑对水工的非杆件结构采用“全面积配筋”的方法，规定“当最大主拉应力大于混凝土的许可拉应力时，全部主拉应力由钢筋承担”。这种方法没有极限状态的概念，为考虑混凝土的抗拉作用，计算结果十分保守。《水工混凝土结构设计规范》sdj20-78编制组在调查总结了大量的工程设计经验的基础上特制订了附录四的有关条文，提出“按主拉应力图形中扣除小于混凝土许可拉应力的剩余主拉应力图形面积配筋”的计算公式，并对公式的适用条件，配筋方式等做出了明确规定。但是，该公式尚不能考虑混凝土开裂后在截面上的应力重分布，而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分和钢筋承担的部分。经过多年的工程实践证明这种做法是偏于保守的，有关研究还从理论上证明了它的保守性。为此，在《水工混凝土结构设计规范》(sl/t191-96)应用了以概率理论为基础的，使用分项系数的极限状态设计方法对原有的应力配筋方法进行了改进。 2、水工混凝土结构设计规范(sl/t191-96) 附录h，非杆件体系钢筋混凝土结构的配筋计算原则。 h.0.1，无法按杆件结构力学方法求得截面内力的钢筋混凝土结构，可由弹性力学分析方法或试验方法求得结构在弹性状态下的截面应力图形，再根据主拉应力图形面积，确定配筋数量。 当材料的本构关系等因素已确定时，也可用钢筋混凝土有限元分析方法对结构进行分析。 h.0.2 ，当由力学计算或试验得出结构在弹性阶段的截面应力图形，并按弹性受拉应力图形配置钢筋时，可按下列原则处理： (1)、当截面应力图形接近线性分布时，可换算为内力，按第6章及第7章的规定进行配筋计算及裂缝控制验算。 (2)、当应力图形偏离线性分布较大时，受拉钢筋截面面积应满足下式要求： (1) 式中：－由荷载设计值(包含结构重要性系数及设计状况系数 ) 确定的弹性总拉力，，在此，为弹性应力图形中主拉应力图形总面积，为结构截面宽度； －混凝土承担的拉力，，在此，为弹性应力图形中主拉应力值小于混凝土轴心抗拉强度设计值的图形面积；

基于ansys的齿轮应力有限元分析

河南科技学院 2009届本科毕业设计 论文题目：基于ansys的齿轮应力有限元分析 学生姓名：马跃伟 所在院系：机电学院 所学专业：机电技术教育 导师姓名：逄明华 完成时间：2009年5月25日

摘要 本文主要分析了在ansys中齿轮参数化建模的过程。通过修改参数文件中的齿轮相关参数，利用APDL语言在ANSYＳ软件中自动建立齿轮的渐开线。再利用图形界面操作模式，通过一系列的镜像、旋转等命令，生成两个相互啮合的大小齿轮。运用有限元分析软件ANSYS对齿轮齿根应力和齿轮接触应力进行分析计算,得出两个大小齿轮的接触应力分布云图。通过与理论分析结果的比较,验证了ANSYS在齿轮计算中的有效性和准确性。 关键词:ANSYS,APDL，有限元分析,渐开线，接触应力。

Modeling and Finite Element Analysis of Involute Spur Gear Based on ANSYS Abstract We have mainly analyzed spur gear parametrization modelling process in the ansys software. using the APDL language through revises the gear related parameter in the parameter document,we establishes gear's involute automatically in the ANSYS software.Then, using the graphical interface operator schema, through a series of orders ,mirror images, revolving and so on, we produce the big and small gear which two mesh mutually. Carring on the stress analysis of the gear by using the finite element analysis software-- ANSYS, we obtain two big and small gear's contact stress distribution cloud charts. through with the theoretical analysis result's comparison,we explain ANSYS in the gear computation validity and the accuracy. Keywords: ANSYS; APDL;finite element analysis;involute line;contact stress

第五章 结构力学的方法

第五章结构力学的方法 1、常用的计算模型与计算方法 (1)常用的计算模型 ①主动荷载模型：当地层较为软弱，或地层相对结构的刚度较小，不足以约束结构茂变形时，可以不考虑围岩对结构的弹性反力，称为主动荷载模型。 ②假定弹性反力模型：先假定弹性反力的作用范围和分布规律、然后再计算，得到结构的内力和变位，验证弹性反力图形分布范围的正确性。 ③计算弹性反力模型：将弹性反力作用范围内围岩对衬砌的连续约束离散为有限个作用在衬砌节点巨的弹性支承，而弹性支承的弹性特性即为所代表地层范围内围岩的弹性特性，根据结构变形计算弹性反力作用范围和大小的计算方法。 (2)与结构形式相适应的计算方法 ①矩形框架结构：多用于浅埋、明挖法施工的地下结构。 关于基底反力的分布规律通常可以有不同假定： a.当底面宽度较小、结构底板相对地层刚度较大时假设底板结构是刚性体，则基底反力的大小和分布即可根据静力平衡条件按直线分布假定求得(参见图5.2.1 ( b )。 b.当底面宽度较大、结构底板相对地层刚度较小时，底板的反力与地基变形的沉降量成正比。若用温克尔局部变形理论，可采用弹性支承法；若用共同变形理论可采用弹性地基上的闭合框架模型进行计算。此时假定地基为半无限弹性体，按弹性理论计算地基反力。 矩形框架结构是超静定结构，其内力解法较多，主要有力法和位移法，并由此法派生了许多方法如混合法、三弯矩法、挠角法。在不考虑线位移的影响时，则力矩分配法较为简便。由于施工方法的可能性与使用需要，矩形框架结构的内部常常设有梁、板和柱，将其分为多层多跨的形式，其内部结构的计算如同地面结构一样，只是要根据其与框架结构的连接方式(支承条件)，选择相应的计算图式。 ②装配式衬砌 根据接头的刚度，常常将结构假定为整体结构或是多铰结构。根据结构周围的地层情况，可以采用不同的计算方法。松软含水地层中，隧道衬砌朝地层方向变形时，地层不会产生很大的弹性反力，可按自由变形圆环计算。若以地层的标准贯入度N来评价是否会对结构的变形产生约束作用时，当标准贯入度N>4时可以考虑弹性反力对衬砌结构变形的约束作用。此时可以用假定弹性反力图形或性约束法计算圆环内力。当N<2时，弹性反力几乎等于零，此时可以采用白由变形圆环的计算方法。 接头的刚度对内力有较大影响，但是由于影响因素复杂，与实际往往存在较大差距，采用整体式圆形衬砌训算方法是近似可行的。此外，计算表明，若将接头的位置设于弯矩较小处，接头刚度的变化对结构内力的影响不超过5％。 目前，对于圆形结构较为适用的方法有： a.按整体结构计算。对接头的刚度或计算弯矩进行修正；

平面问题有限元应力分析程序

第六章有限元程序设计中的若干问题 基本步骤： ⅰ.结构离散化,输入或生成 结点信息-结点坐标 单元信息-单元结点编号 ⅱ.计算单元刚度矩阵,形成总体刚度矩阵,包括计算[]B ⅲ.形成结点载荷向量 ⅳ.引入约束条件 ⅴ.解线性方程组 ⅵ.求出结点位移 ⅶ.计算单元的应力并输出 §6-1 约束条件的处理 1．对称性与反对称性 (1)对称结构承受对称载荷作用时 (2)对称结构承受反对称载荷作用 2. 约束位移的引入 主元置1法 主元赋大值 §6-2 总刚度矩阵的存贮法 1．半带宽存贮法

2． 一维压缩存贮法 考虑到总体刚度矩阵中各行的带宽并不相等，有时由于结构的几何形状的原因，使总体刚度矩阵某些行的带宽特别大。这种情况下如采用半带宽存贮法，就可能把许多零元素也包含了进去，这对节省计算机的存贮量是很不利的。 一维压缩存贮法是将总体刚度矩阵的下三角形中每一行从第一个非零元素开始按行将元素排成一序列，存放于一维数组)(L SK 中。但是为了确定SK 中的元素在[K]中的行列号，还需要将[K]中各行对角线的元素在伊维数组中的序号存放于另一辅助数组KD （N2）中（N2是总刚度矩阵的阶数）。现举例说明这一存贮法： 设有一系数阵 ???? ? ??? ????????? ?----1.30 .00.00.06.00.00.00.04.87 . 10.00.00.00 .00.01.50.00.07.10.01.50.00.00.00.00.00.02.100.03.10 .03 .52.03.12.05.4 在一维数组SK （13）中依次存放的是 []1.3007.16.04.81.52.1003.13.52.05.4-- 而辅助数组KD （6）中存放的是 []1398631 KD （6）其实就是[K]中对角元素在一维数组SK （13）中的地址。 将一结构离散化后，对结点进行编号，就能依据单元号确定出总刚度矩阵[K]各行的带宽，由它依次累加就可得出其对角线元素一维存贮中的序号。 显然，形成了数组Kd ，就确定了[K]中被存贮的元素分布情况以及SK 和[K]中元素的对应关系，例如可求出[K]中第I 行带宽为

高层结构转换梁弹性应力与内力配筋法的比较

文章编号:1009-6825(2008)16-0009-02 高层结构转换梁弹性应力与内力配筋法的比较 收稿日期:2008-02-23 作者简介:马改改(1982-),女,西安理工大学水利水电学院结构工程硕士研究生,陕西西安 710048 简 政(1962-),男,教授,西安理工大学水利水电学院,陕西西安 710048 马改改 简 政 摘 要:通过工程实例,运用应力配筋法对转换梁作了整体应力分析和应力配筋计算,通过分析比较内力配筋法与应力配筋法的共同点及差异性,表明应力配筋法的合理性和实用性。关键词:转换梁,单元,非杆件结构,应力配筋中图分类号:T U 318 文献标识码:A 在对高层结构进行有限元分析时,通常采用杆系单元来模拟梁,柱壳单元来模拟楼板和剪力墙,由于带转换层的高层结构中转换梁的截面高度、宽度都比较大,转换大梁往往受力复杂,若要在进行整体结构分析的基础上对其进行更为详细的分析,必须借助于有限元方法。在有限元分析的基础上,根据其应力分布再进行计算和配筋得到结构的局部受力效应,例如,单独研究转换梁时,主要想得出转换梁的应力,用杆系单元模拟转换梁,计算结果为弯矩、轴力、剪力和变形等,所以应该用实体单元模拟转换梁,进行转换梁的三维实体分析,算出应力,转换梁用应力配筋,这样能比较精确地满足结构的设计要求。在进行建模时,有多种单元的综合使用,不同单元交接处,需要耦合约束。文中用上述方法模拟一个整体结构,着重得出转换梁的应力,然后用应力配筋和用内力配筋的结果进行对比。 1 应力配筋法 1)应力配筋法的演变。 非杆件结构形状多变,不应简化为杆件结构进行设计,对此类构件的配筋问题,各国正式颁布的规范中尚没有明确的条文规定,也没有推荐对此类构件结构都通用的计算方法。我国在20世纪60年代曾考虑对水工的非杆件结构采用/全面积配筋0的方法。规定/当最大拉应力大于混凝土的许可拉应力时,全部拉应力应由钢筋承担0,这种方法中没有极限状态的概念,未考虑混凝土的抗拉作用,计算结果非常保守。水工规范SDJ 20-78编制组在调查总结了大量工程设计经验的基础上,提出了/按拉应力图形面积中扣除小于混凝土许可拉应力后的剩余应力图形面积配筋0的计算公式,并对公式的适用条件、配筋方式等作了明确的规定,使水工中非杆件结构的设计既安全又比较简便,取得了很好的效果。但是,该公式尚不能考虑混凝土开裂后截面上的应力重分布,而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分及钢筋承担的部分。经过多年的工程实践证明,这种做法是偏于保守的,有关研究还从理论上证明了这一保守性。为此,水工规范DL/T 5057-1996应用了以概率理论为基础的、使用分项系数的极限状态设计方法对原有的应力配筋方法进行了改进,建立了更为合理完善的计算公式。经过前辈学者多年系统性的研究,应力配筋的方法已经成为一种在工程界广受欢迎的、准确而简洁的设计方法。 2)对于非杆件结构,当用弹性力学或试验方法求得截面应力图形时,可按DL /5057-1996水工混凝土结构设计规范。a.当截面的应力图形接近线性分布时,可换算成内力,按内力进行配筋计算。 b.若截面应力图形偏离线性分布较大,可按下式计算受拉钢筋: T = 1 r d (0.6T c +f y A S )。其中,T 为由荷载设计值确定的弹性总拉力,T =A b ,A 为弹性应力图形中拉应力图形的总面积,b 为结构截面的宽度;T c 为混凝土承担的拉力,T c =A c 1b ,A c 1为弹性应力图形中主拉应力小于混凝土轴心抗拉强度设计值f 1的图形面积;A S ,f y 分别为受拉钢筋的面积及钢筋抗拉设计值;r d 为钢筋混凝土结构的结构系数,取1.2。 2 转换梁按应力曲线图形与沿梁高节点正应力值2.1 计算模型 文中采用的分析模型在贵阳市某广场的基础上,做改动之后模型概况为:地下1层,层高4.5m,地上12层,层高3.0m,结构类型为框支剪力墙,结构体形21m @14m @36m,高宽比36/14=2.57(<4),长宽比21/14=1.5(<5)。转换层以下柱子采用梁单元Beam4,转换大梁采用实体单元Solid45,转换层以上短肢剪力墙和楼板采用壳单元Shell63。为了使模型简化,荷载只施加竖向恒荷载和活荷载。转换梁用实体单元,为了使计算精确,划分网格时,梁截面宽度为0.5m,梁高度为1.5m,沿梁高度方向划分10份,每隔0.15m 有一个节点。 文中取转换楼层中一根转换梁作为研究对象,对转换梁进行受力分析,该转换梁两端上部为L 型短肢剪力墙,跨中上部为/一0字型短肢剪力墙,下部为框架柱,取梁左端为截面1,跨中为截面2,右端为截面3。 2.2 节点Y 方向应力值 节点Y 方向应力值见表1。 表1 控制截面节点正应力 沿梁高节点 高度/m 控制截面1应力值/Pa 控制截面2应力值/Pa 控制截面3应力值/Pa 0-55526002907400-55256000.15-34556002257400-34276000.3-23045001715600-22781000.45-14162001259400-13922000.6-779070861420-7574600.75-292110496280-2727700.901101101408201273501.05489890-2206805052101.20931190-5683209448501.351583700-72531015962001.50 2753400 -1651700 2767500 # 9# 第34卷第16期2008年6月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTURE Vol.34No.16Jun. 2008