ANSYS混凝土收缩徐变Word格式文档下载.docx
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因而,时间步长的划分方式、时间点的数目对计算结果都会有较大的影响。
(1)等间距时间步长和对数时间步长
假设混凝土的龄期是7天,徐变变化速率为0.005,考虑收缩徐变10年(3650天),若3650天时刻的徐变系数为1,那么按照等间距时间步长划分,则时间步长间距,(3650-7)/500=7.286。
按照对数时间步长划分,若采用30个数据点,具体数据如下所示。
表1对数时间步长数据表
编号
时间
1
7
11
24.46454
21
85.50194
31
298.8236
41
1044.369
2
7.933082
12
27.7256
22
96.89913
32
338.656
42
1183.58
3
8.990541
13
31.42135
23
109.8155
33
383.798
43
1341.349
4
10.18896
14
35.60973
24
124.4537
34
434.9573
44
1520.147
5
11.54712
15
40.35642
25
141.043
35
492.936
45
1722.779
6
13.08632
16
45.73582
26
159.8437
36
558.6431
46
1952.421
14.83069
17
51.83229
27
181.1504
37
633.1087
47
2212.673
8
16.80758
18
58.7414
28
205.2973
38
717.5005
48
2507.617
9
19.04799
19
66.57147
29
232.6629
39
813.1415
49
2841.876
10
21.58704
20
75.44528
30
263.6763
40
921.5311
50
3650
(2)徐变变化速率
徐变变化速率影响着徐变变化曲线的陡缓,将会对不同徐变变化速率值进行比较:
0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010。
(3)计算结果对比
两种时间步长划分方式和不同徐变变化速率柱顶徐变10年位移计算结果如下表所示:
表2:
柱顶徐变10年计算结果对比(单位:
m)
徐变变化速率
理论值
等间距时间步长
对数时间步长
计算值
相对误差
0.001
5.721e-7
5.71e-7
0.19%
5.66e-7
1.07%
0.002
5.795e-7
5.78e-7
0.26%
5.74e-7
0.95%
0.003
5.797e-7
5.77e-7
0.47%
5.75e-7
0.81%
0.004
0.005
5.76e-7
0.64%
0.98%
0.006
0.007
0.008
0.009
5.73e-7
1.16%
0.010
5.72e-7
1.33%
从上表可以看出,不同的时间步划分方式对结果产生较大的差异,等距时间步长随着徐变变化速率的增大精度不断降低,对数时间步长则随着徐变变化速率的增大精度先上升后趋于平稳。
且对数时间步长的计算时间要短,精度也能满足工程要求,且在较大徐变变化速率区间,采用对数时间步长更容易获得较好结果。
故而,建议采用对数时间步长进行显式计算。
3.2ANSYS隐式计算
隐式计算也需要区分等间距时间步长和对数时间步长两种划分方式。
不过这里不对隐式计算进行详细的探讨,光是一个简单的立柱还不能够说清楚ANSYS模拟徐变问题。
下面将会讨论考虑施工过程的两端固结梁的徐变问题。
4.ANSYS两端固结梁计算模型
只考虑显式计算。
仍然考虑等间距划分和对数划分两种方式,比较这两种划分方式的计算结果、收敛情况、计算耗时等。
此处附上显式计算命令流,不作详细说明,因为显式计算碰到收敛问题无法解决!
!
计算悬臂梁转化为固定梁的徐变效应
finish
/clear
/prep7
Ec=3.45e10
timearray
*dim,tt,array,50,1
*vread,tt
(1),tt1,txt
(1F8.3)
creepcoefficient=0.005
nn=50
*dim,fi,array,nn,1
*do,i,1,nn
fi(i)=1-2.7182818**(-0.005*(tt(i)-7))
*enddo
*dim,C1,array,nn,1
f1=0
k1=3
dt=0
C1(i)=(fi(i)-f1)/(1+fi(i))/(tt(i)-dt)
f1=fi(i)
dt=tt(i)
mp,ex,k1,Ec
mp,prxy,k1,0.2
tb,creep,k1
tbdata,1,C1(i),0,1,0
k1=k1+2
*dim,C2,array,nn,1
k2=4
C2(i)=2*(fi(i)-f1)/(1+2*fi(i))/(tt(i)-dt)
mp,ex,k2,Ec
mp,prxy,k2,0.2
tb,creep,k2
tbdata,1,C2(i),0,1,0
k2=k2+2
et,1,23
keyopt,1,6,0
r,1,1,1/12,1
左边材料属性
mp,ex,1,Ec
mp,prxy,1,0.2
tb,creep,1
tbdata,1,0,0,0,0
右边材料属性
mp,ex,2,Ec
mp,prxy,2,0.2
tb,creep,2
建立有限元模型
*do,i,1,19
n,i,(i-1)/2
n,i+19,(i-1)/2+9
type,1
mat,1
*do,i,1,18
e,i,i+1
mat,2
*do,i,18,35
e,i+2,i+2+1
d,1,all
d,38,all
esel,s,,,1,18
sfbeam,all,,pres,1000
esel,s,,,19,36
/solu
outres,all,all
allsel,all
crplim,0.25
bfunif,temp,100
time,1e-6
solve
mpchg,k1,all
mpchg,k2,all
time,tt(i)
nsubst,10
隐式计算命令流如下:
C1(i)=(fi(i)-f1)/Ec/(tt(i)-dt)
tb,creep,k1,,,11
tbdata,1,C1(i),1,0,0,,0
C2(i)=2*(fi(i)-f1)/Ec/(tt(i)-dt)
tb,creep,k2,,,11
et,1,188
sectype,1,beam,rect,a1
secdata,1,1
keyopt,1,1,0
keyopt,1,3,3
tb,creep,1,,,11
tbdata,1,0,0,0,0,0,0
tb,creep,2,,,11
rate,off
cpintf,all
rate,on
nsubst,40
5.MIDAS计算模型