钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析
付明堂，梁醒培*，李
恒
（河南工业大学土木建筑学院，河南郑州450052）
摘要：采用有限元法对钢筋混凝土筒仓仓壁受力进行了静力有限元计算，得到了仓壁的详细应力分布情况，以及钢筋和混凝土共同受力时各自承担的环向拉力.基于计算结果对仓壁受力进行了分析，结果表明：我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求.关键词：钢筋混凝土；仓壁应力；有限元法中图分类号：TS210
文献标志码：B
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0引言
按照我国《钢筋混凝土筒仓设计规范》[1]和《混
凝土结构设计规范》[2]，在进行钢筋混凝土筒仓仓壁设计时，先根据筒仓的直径、高度等参数计算出仓壁的厚度和环向内力，然后再根据内力进行配筋计算，配筋计算时假定其环向拉应力由钢筋完全承担，而不考虑混凝土的影响. 实际上在仓壁受力时混凝土是参与受力的，所以，规范中这种假定与仓壁的实际受力情况是有区别的. 虽然对钢筋混凝土构件的受力分析已经有过许多研究，在数值模拟研究方面，这些研究只是研究了构件的总体受力和变形情况，比如，文献[3]采用有限元法模拟得到了四点弯曲混凝土简支梁的荷载-应变曲线，文献[4]采用有限元法模拟得到了混凝土简支梁特征点的极限荷载和屈服荷载，文献[5]分析钢筋混凝土梁破坏时的裂缝发展情况，这些模拟结果都与实验结果吻合良好.
由于钢筋混凝土结构不是单一材料组成的，了解受力后其应力分布的详细情况，比如，受力过程中仓壁的应力如何分布、钢筋和混凝土受力程度以及二者承担的内力之比等如何，是一个值得关注的问题. 作者首先按规范[1]确定出仓壁的尺寸、
配筋数量和钢筋的横截面积，然后按照这些确定的参数建立仓壁有限元计算模型，通过数值分析对仓壁的应力分布、钢筋和混凝土承担的内力进行了计算分析. 与上述文献类似，计算中对于钢筋混凝土采用的是分离式模型.
1
钢筋混凝土筒仓仓壁的配筋计算
1.1
仓壁的基本参数
为了与有限元法计算结果相比较，首先按照文
献[1]，对某圆形钢筋混凝土仓壁进行内力和配筋计算. 以小麦为储料，其重力密度酌＝8.0 kN/m 3，内摩擦角准=25°，摩擦系数滋=0.4[6]. 筒仓内径d n =12 000 mm ，仓壁高度h =27 000 mm ，受力钢筋采用HRB335钢筋，由文献[2]取钢筋强度设计值f y =300 N/mm 2，弹性模量E s =2.0×1011 N/m 2，泊松比v=0.3，混凝土采用C 30，取f c =14.3 N/mm 2，f t =1.43 N/mm 2，E c =3.0×1010 N/m 2，v=0.2.
对于直径等于或小于15 m 的圆形钢筋混凝土筒仓的仓壁厚度，可按公式（1）确定[1]：
t =d n 100
+100=220 mm ，
（1）
式中：取筒仓内径d n =12 000 mm . 1.2
仓壁的环向拉力及配筋计算
根据需要计算时取漏斗上部3 m 范围内的仓
壁进行分析. 故由储料顶面以下距离s 处，储料作用于仓壁单位面积上的水平压力为：
p h =c h yp 滋
（1-e
-滋ks p
），（2）
式中：c h 为深仓储料水平压力修正系数；酌为储料的重力密度；ρ为筒仓水平净截面的水平半径；滋
收稿日期：2011-03-16
基金项目：河南省自然科学基金（0611053500），河南工业大学基金（2007BS020）
作者简介：付明堂(1984-)，男，河南信阳人，硕士研究生，研究方向为建筑结构有限元分析.*通信作者
河南工业大学学报（自然科学版）
Journal of Henan University of Technology （Natural Science Edition ）第32卷第5期2011年10月Vol.32，No.5
Oct.2011
文章编号：1673-2383（2011）05-0088-03网络出版网址：
网络出版时间：2011-10-28 8:57
网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/2d15284763.html,/kcms/detail/41.1378.n.20111028.0857.021.html
第5期为摩擦系数；k 为侧压力计算系数；s 为储料顶面至所计算截面处的距离.
圆形深仓仓壁在粮食侧压力的作用下产生的单位高度上的环向拉力设计值按式（
3）计算:N θ=0.7p h d n . （3）
按文献[1]仓壁的环向配筋是沿仓壁高度分段计算，每米高环向钢筋面积可按式（4）计算：
A s =N θy
. （4）
这里考虑筒仓底部的环向钢筋面积，由式（3）计算得N θ=205.5 kN ，所以，再由式（4）得环向钢筋面积A s =2 513（mm 2/mm ），配筋为：准20@160，籽mm =
1.142%＞0.3%. 1.3
仓壁竖向配筋计算
一般情况下，仓壁的垂直压力全部由混凝土承担，竖向钢筋只需按照构造要求设计配筋. 当计算出的钢筋截面积小于构造配筋的配筋量或为负数时，也需按构造要求设置纵向钢筋. 竖向配筋的直径不宜小于10 mm ，其沿外仓仓壁配置时，每米不应小于3根，沿内仓仓壁配置时，每米不应小于2根. 故配置直径为16 mm 的钢筋，每米3根.
2
建立钢筋混凝土筒仓仓壁有限元模型
作者采用ANSYS 有限元软件对钢筋混凝土筒
仓仓壁建立计算模型. 通常钢筋混凝土模型有3种方式：整体式模型、分离式模型和组合式模型.为了定量考查钢筋和混凝土各自的贡献，对于钢筋混凝土采用分离式模型[7]，并假设二者变形协调. 钢筋不是采用link 或pipe 单元而是用更为精确的SOLID45单元模拟，混凝土采用常规的SOLID65单元模拟；钢筋和混凝土本构模型都简化为线弹性模型. 钢筋和混凝土的材料参数与运用规范计算配筋时的参数完全相同. 根据结构本身的特点，筒仓是轴对称结构，初步取结构的1/4为计算模型. 经过初步的网格划分，由于钢筋采用的是SOLID45单元，钢筋截面过小，在划分钢筋的网格时本文采用MESH200单元[8]. MESH200单元仅是用来划分网格的单元，对计算结果没有任何影响，可以通过设置相应的单元属性来选择它的几何构造和节点布置；它可以和任何其他单元一起使用，不具有自由度、材料特性、实常数或荷载，不用时可以删除或者留在模型中，不影响计算结果. 考虑到利用模型的对称性的特点，取一个“仓壁元”进行划分网格，有限元模型如图1所示，图2为“仓壁元”中的钢筋有限元网格.
钢筋和混凝土的弹性模量分别取：E s =2.0×1011 N/m 2，E c =3.0×1010 N/m 2，泊松比分别取v=0.3，v=0.2. 物料对仓壁产生的压力荷载按式（2）计算，大小为129 kPa ，并施加在垂直于仓壁的内壁表面上.根据仓壁结构和受力特点，环向按轴对称面边界条件处理，为避免出现轴向刚体位移，施加竖向约束.
图1仓壁元有限元模型
图2
钢筋有限元网格
3
钢筋混凝土筒仓仓壁有限元计算
和结果分析
由有限元计算得到了仓壁的详细应力分布情
况. 混凝土的环向应力云图如图3所示，由图3可知仓壁的整个环向截面处于受拉状态，这符合受内压圆筒理论解和设计假定，其环向拉应力大都在1.0 MPa 以内，小于混凝土抗拉强度设计值1.43 MPa ，但在与钢筋结合处混凝土的环向拉应力达到了
图3混凝土环向应力云图
付明堂，等：钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析89
河南工业大学学报（自然科学版）第32卷
STRENGTH ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE SILO WALL BASED ON FINITE ELEMENT METHOD
FU Ming-tang ，LIANG Xing-pei ，LI Heng
（School of Civil Engineering and Architecture ，Henan University of Technology ，Zhengzhou 450052，China ）
Abstract ：The static stress of reinforced concrete silo wall was calculated using finite element method. The detailed stress distribution of the silo wall and the circumferential tensile forces respectively applied on the steel bar and concrete were obtained when the steel bar and concrete bore force together. Based on the calculation results, the article analyzed the force condition of the silo wall, and the results showed that the Code for design of reinforced concrete silos could meet the requirement for the static strength of the silo wall. Key words ：reinforced concrete ；silo wall stress ；finite element method
2.93 MPa ，大于其抗拉强度设计值. 图4为钢筋的
等效应力云图，最大应力出现在环向钢筋处，最大等效应力为25.6 MPa ，远小于钢筋的强度设计值，竖向钢筋由于未考虑弯曲影响，按构造配筋即可，满足设计要求.
对环向截面上的节点力求和得到其环向拉力为205.1 kN ，与规范值N θ=205.5 kN ，相差0.2%，这从有限元计算结果应该满足内力平衡的检验标准来看，有限元计算结果是合理的. 在有限元计算得到的环向拉力中，钢筋和混凝土横截面上的拉力分别为14.2 kN 、195.9 kN ，钢筋承担的拉力占总拉力的7%，这与仓壁的实际受力情况是有差异的，但是，与计算采用的分离式模型是相符合的，因为分离式模型（也是常采用的一种模型，如文献[9]）假定在受力过程中，钢筋和混凝土的变形是协调的，这样钢筋和混凝土承担的拉力可分别按F s =A s ×E s ×εs 和F c =A c ×E c ×εc 计算，其中，F ，A ，E ，ε分别表示拉力、面积、弹性模量和应变，尽管钢筋的弹性模量比混凝土大一个数量级，但是钢筋的面积远小于混凝土，所以，钢筋和混凝土上的拉力之比与计算模型是相符合的.
由上述分析可以认为，按文献[1]设计仓壁能够满足强度要求，但是，在实际受力过程中，混凝土可能出现开裂情况，从而也将导致仓壁应力的
重新分布，即开裂的混凝土失去承担拉力的能力，并且钢筋的环向应力增大，但不会超过钢筋的抗拉强度设计值.
4结论
采用分离式有限元模型对钢筋混凝土筒仓仓
壁受力进行了静力有限元计算，得到了仓壁的详细应力分布情况，基于计算结果对仓壁受力进行了分析. 结果表明，按照钢筋和混凝土协调变形考
虑，钢筋应力远小于其抗拉强度设计值，但是，一旦混凝土开裂，钢筋应力会增大，但不会超过其强度设计值，所以，我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求. 参考文献：GB50077-2003，钢筋混凝土筒仓设计规范［S ］.GB50010-2002，混凝土结构设计规范［S ］.于天来,丛欣建.钢筋混凝土梁弹塑性问题的计算机仿真分析［J ］.东北林业大学学报,2004，32（4）：56-57.
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王亚宁,齐辉,王道远.钢筋混凝土梁的数值模拟分析在ANSYS 中的实现［J ］.四川建筑,2008，28
（3）：86-88.［1］［2］［
3］［4］
［5］［6］［7］［8］［
9］图4
钢筋等效应力云图
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圆形混凝土水泥贮仓及内接圆锥料斗的施工 资讯类型：资料库加入时间：2009年2月13日10:0 圆形混凝土水泥贮仓及内接圆锥料斗的施工 【摘要】在施工中合理地使用小型组合钢模板和自制工具式钢桁架紧固模板,克服了滑模法施工的一次性投入大、组装模板、拆卸模板耗时长,危险系数高的缺陷,为小型组合钢模施工高度在20 m左右的混凝土筒仓积累了经验。 太钢东山水泥厂改扩建工程的水泥库、生料库均为钢筋混凝土结构,并且筒仓中还有圆锥形料斗。由于业主要求工期紧,施工工艺复杂,工程量又不大,如果采用滑模法施工,费用较大。因此就采用常规的小钢模加钢桁架紧固模板,人工倒模等方法进行施工。 1 筒仓施工 1.1 施工顺序 筒仓基础混凝土施工时,在基础表面预留了筒仓混凝土壁所需的主筋(主筋是φ16@180 mm双层),和中心点预埋铁件。筒仓的施工顺序是:①绑扎钢筋②安装外模③安装内模板④校正⑤搭设混凝土运输通道⑥浇捣筒仓壁混凝土⑦搭设上层支模板用操作架⑧绑扎上一层水平环筋(再重复以上工序)⑨穿插进行混凝土的养护。 1.2施工方法 1.2.1钢筋绑扎 主筋的进料长度一般是6 m,施工中,除了基础内插预留主筋应按《混凝土结构工程施工及验收规范》中的规定,使接头位置相互错开50%外,其它均按常规法操作,准确埋设、绑扎牢固。水平环形钢筋的绑扎,每次高度应比模板高度高出两环(每环20 cm)为宜。浇注完一步(1块模板高)。高度后,还要清理干净钢筋上的干灰块。 1.2.2模板的安装 (1)外模板采用PI520型组合钢模,内模板采用P1010型钢模进行拼装。为确保筒壁混凝土截面尺寸,在绑扎完钢筋安装模板前,每间隔1 m,我们在双层钢模内设一控制截面尺寸的短钢筋与筒内钢筋绑扎牢固(见图1)。 (2)加强模板的强度和刚度,在浇筑混凝土时不发生位移、变形。 a)模板上钻孔、设对拉螺栓近年,在施工混凝土板墙时,大多数工程在使用组合钢模板时,都采用厚度0.4~0.6 mm的扁铁对拉,把 5 cm宽扁铁夹在板墙内外钢模的模板缝中。这样虽然起到了加固模板的作用,但拆除模板后,板缝隙处常留有一条3~5 mm厚的砂浆棱,还需人工处理。既费工时又影响美观。我们则采用模板中夹方木的方法解决了这一难题。具体做法是:制作50×50 mm方木,长度同模板,在木方上下两端钻φ14 mm孔,然后在拼装模板时,每间隔几块(5~7块)模板夹一根方木,并在钻孔处穿φ12 mm的螺栓,内外壁以螺母拧紧,在混凝土筒壁中设PVC管,套在螺栓上。这样可使螺栓重复使用,节约了大量的栓杆、螺帽、板牙等材料和工具,还节省了套丝的人工费、机械费。筒壁截面尺寸也得到了保证(图2)。
第1章 钢筋和混凝土的力学性能 一、判断题 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ x ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ 0 ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ 0 ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ x ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ 0 ） 6．C20表示f cu =20N/mm 。（ x ） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ 0 ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ 0 ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ x ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ 0 ） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ 0 ） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ 0 ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ 0 ） 二、单选题 1．混凝土若处于三向应力作用下，当（ D ）。 A.横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度； B.横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度； C.三向受压会降低抗压强度； D.三向受压能提高抗压强度； 2．混凝土的弹性模量是指（ A ）。 A.原点弹性模量； B.切线模量； C.割线模量； D.变形模量； 3．混凝土强度等级由150mm 立方体抗压试验，按（ B ）确定。 A.平均值fcu μ； B.σμ645.1-fcu ； C.σμ2-fcu ； D.σμ-fcu ； 4．规范规定的受拉钢筋锚固长度a l 为（ C ）。 A ．随混凝土强度等级的提高而增大； B ．随钢筋等级提高而降低； C ．随混凝土等级提高而减少，随钢筋等级提高而增大； D ．随混凝土及钢筋等级提高而减小； 5．属于有明显屈服点的钢筋有（ A ）。 A ．冷拉钢筋 ； B ．钢丝； C ．热处理钢筋； D ．钢绞线。
钢筋混凝土筒仓结构抗震设计研究 发表时间：2017-06-12T10:51:49.500Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：贾朝辉[导读] 目前我国对于这类仓储技术的应用比较广泛，实现物料储存、转运的一体化和自动化，增加我国的工业和农业生产力。 山东省冶金设计院股份有限公司山东省 250000 摘要：筒仓是一种被用来贮存散装物料的仓库形式之一，其根据所应用到的行业的不同，大致可以分为两个类型，具体包括农业筒仓和工业筒仓。目前我国对于这类仓储技术的应用比较广泛，实现物料储存、转运的一体化和自动化，增加我国的工业和农业生产力。 关键词：钢筋混凝土立筒仓；柱承式；筒承式；地震；抗震性能 Absrtact: Silo is one of the warehouse forms used for storing bulk materials, which can be divided into two types according to the different industry, including the agricultural silo and industrial silo. At present, the application of this kind of warehousing technology is widely used in our country, realizing the integration and automatization of material storage, transshipment, and increasing the industrial and agricultural productivity of our country. Keywords: reinforced concrete shaft silo; pillar-bearing type; cylinder bearing type; earthquake resistance 引言 物资贮存是各类生产工作的基础，其直接影响着整个生产过程的物料供应的稳定性。钢筋混凝土立筒仓是上个世纪产生和发展的先进仓储技术，并且得到了极为广泛的应用，在轻工业、冶金业、粮食业、电力业等多个领域发挥着巨大的作用。但是随着我国经济的高速发展，单独仓储方式已经不适应现代的发展趋势，因此也就演变出了由单独立筒仓结合的群仓形式，同时越来越多的研究者对于群仓质量进行了相关的研究，但目前对于其结构抗震性的研究还不够成熟。 1筒仓的地震损坏情况 随着现代科技技术和经济的不断发展，我国对于钢筋混凝土立筒仓的应用范围越来越广，应用数量也越来越多。但同时，我国近几年发生的地震类自然灾害数量也在不断上升，而立筒仓在地震当中产生损害时难以避免的。我国的地理位置处于地中海地震带和太平洋地震带的中间位置，也属于地震灾害较为多发的国家之一，根据相关调查显示，中国大陆地区的地震总数大约是全球的1/3，并且其中也不乏大型的地震，而在这些地震当中以唐山大地震最为著名，当时在唐山地区的柱承式圆形立筒仓受到了严重的损害，其破坏面积达到了28%以上，而当时仍然在使用的柱承式方形筒仓的破坏面积则将近70%左右。由此可见，在当时的仓储技术发展条件下，地震灾害对于我国立筒仓的破坏性较大，因此我国也就加大了对于立筒仓抗震性能的研究，但是与目前我国立筒仓的应用程度相比，其抗震性能的研究还处于明显滞后的情况，这主要与我国大部分地区地震发生率较低有着一定的联系，需要相关研究者进行更加深入的研究。 2柱承式立筒仓的抗震性能分析 相比于筒承式立筒仓，柱承式立筒仓的产生年代较早，发展时间较长，但是根据相关调查可以看出，柱承式立筒仓的结构存在着一定的缺陷，虽然其能够储存更多的物料，但是在地震当中其所受到的破坏更大，并且严重破坏或倒塌的情况占了22%－47%之间。其之所以受到图1柱承式立筒仓这么大的破坏，主要原因在于柱承式立筒仓本身的结构特点，其支撑柱与立筒仓体本身的刚度存在着一定的差距，而这种差距就会导致在受到外界振动影响的情况下，支撑柱顶部与仓体连接处很容易造成应力的集中，并且支撑柱由于其特殊的结构特点，导致其中心位置比较高，轴压相对较大，自身形变能力具有着一定的限制性，也就造成了这种结构抗震性能较为欠缺。图1为柱承式立筒仓。 在实际地震灾害过程当中，柱承式筒仓结构都会遭到一定的破坏，其主要的破坏位置在于支撑柱位置，我国国内的大部分筒仓结构抗震性能研究都是围绕着支撑柱抗震性能的角度进行考虑，其中以扭转效率的研究最为深入。在实际灾害发生过程中，柱承式筒仓的支撑柱当中角柱所受到的扭转力要远远大于内柱，因此角柱所受到的破坏性要大。筒承式立筒仓这主要是由于在地震发生阶段，柱承式筒仓所受到的应力大部分是由支撑柱所分担，其中角柱所受到的应力平衡性较差，极容易产生断裂或扭曲的情况，因此在增加这类支撑柱抗震性能的过程中应考虑如何增强角柱的抗震平衡性，如何使角柱能够在振动
第一章钢筋混凝土的力学性能 1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？ 2.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？ 4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？ 6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？ 7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？ 8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？ 9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？ 10.如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？ 第二章混凝土结构基本计算原则 1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度? 2．结构构件的极限状态是指什么？ 3．承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同? 4．什么是结构上的作用？作用的分类有哪些？ 5．什么是荷载标准值、荷载准永久值、荷载设计值？是怎样确定的？ 6．结构抗力是指什么？包括哪些因素？ 7．什么是材料强度标准值、材料强度设计值？如何确定的？ 8．什么是失效概率？什么是可靠指标？它们之间的关系如何？ 9．什么是结构构件延性破坏？什么是脆性破坏？在可靠指标上是如何体现它们的不同？ 第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 1．在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？受弯构件有哪两种可能的破坏?破坏时主裂缝方 向如何？ 2．适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪个极限状态的计算依据？ 3．什么是配筋率？配筋量对梁的正截面承载力有何影响？ 4．适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别? 5．什么是最小配筋率，最小配筋率是根据什么原则确定的? 7．单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么? 10．在什么情况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何确定？其基本计算公式与单筋截面有和不同？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？其适应条件除了满足之外为什么还要满足？ 13．在进行T型截面的截面设计和承载力校核时，如何分别判别T型截面的类型？其判别式 第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 1．无腹筋简支梁出现斜裂缝后，为什么说梁的受力状态发生了质变? 2．无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有哪几种?它的破坏特征是怎样的? 3．影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些? 6．在斜截面受剪承载力计算时，梁上哪些位置应分别进行计算? 第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算 １．混凝土的抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配置一定数量的钢筋? 轴心受压构件中的钢筋，对轴心受压构件起什么作用? ２．轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?其原因是什么?影响的主要因素有哪些? ３．配置螺旋箍筋的柱承载力提高的原因是什么?
钢筋混凝土筒仓结构设计分析 【摘要】：钢筋混凝土筒仓在选煤领域应用广泛，本文以下内容将对钢筋混凝土筒仓结构设计进行理论上的研究分析，仅供参考。 【关键词】：钢筋混凝土；筒仓；结构设计 [ Abstract ]: Reinforced concrete silo in the coal fields are widely used, this paper analyzes reinforced concrete silo structure design theory, for reference only. [ Key words ]: reinforced concrete silo; structure design; 1、前言 钢筋混凝土筒仓平面有圆形、方形、矩形、多边形及其他几何外形的贮存散料的自立容器，其容纳贮料的部分为仓体，其由仓上建筑物、仓顶、仓壁、仓下支承结构、筒壁及基础等组成，根据其平面组成不同，可以分为单仓、排仓、群仓等结构形式。钢筋混凝土筒仓的结构设计是一个很复杂的过程，目前天津水泥设计研究院结合工程设计经验，编制了钢筋混凝土筒仓设计软件，利用此软件可以对圆形单仓、排仓及群仓等进行设计，里面的贮料可以是水泥、矿粉、石灰石等等，但是其的局限性是只能对圆形筒仓进行设计，不能对在实际工程中广泛存在的方仓进行设计计算。不过，目前PKPM、Ansys、Sap 2000等设计软件的出现及完善，也能对钢筋混凝土筒仓结构进行设计分析，解决了天津院筒仓设计软件不能解决的问题。本文以下内容将对钢筋混凝土筒仓结构设计进行分析，仅供参考。 2、钢筋混凝土筒仓结构荷载分析 钢筋混凝土筒仓结构的荷载主要有恒荷载、活荷载及随机荷载。①恒荷载是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载，如筒仓结构的自重，填料的自重，抹面层的自重及土压力等，对预应力钢筋混凝土筒仓而言，还有后张法预应力荷载，在施加预应力以后可认为其是恒荷载。而对于钢筋混凝土筒仓的温度效应，尽管温度在不断变化，但作为筒仓壁计算应力时，注重的是一个大值，因此，也可以作为一个恒荷载。②活荷载，在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载，如贮料荷载、筒仓顶部活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等等，而对于钢筋混凝土筒仓而言，还有卸料时的超压和偏心卸料时产生的不均衡荷载，这些都认为是贮仓的物流在流动中产生的荷载。③随机荷载是指在结构使用期间，不一定出现，而一旦出现，其值很大，且持续时间较短的荷载，如爆炸力、撞击力和地震效应等。对于钢筋混凝土筒仓来说，需要分析的随机荷载是地震效应，其主要是对钢筋混泥土筒仓的基础设计影响较大。
筒仓结构设计 这里说的筒仓，是指平面为圆形、方形、矩形、多角形及其他几何外形的贮存散料的直立容器，其容纳贮料的部分为仓体。筒仓结构一般由仓上建筑物、仓盖、仓壁、筒壁、漏斗、仓下建筑物等组成。筒仓结构有时包含一个仓体，有时包含两个或多个仓体。有时筒仓结构还包括楼梯。 YJK对筒仓结构的建模、前处理和计算仍采用和普通结构相同的流程和模块，因此总体的操作方法与其它结构相同，但是YJK在软件中针对筒仓结构设置若干了自动化专业化菜单，从而更方便操作。特别是YJK可精细计算处理墙上面外荷载，为筒仓设计提供了基本的条件。 市面上有些专门的筒仓结构设计软件，这些软件多采用参数化为主的建模输入方式，并设置部分交互建模功能，但是这种交互方式需要用户专门学习，并且不够成熟和稳定，特别是难以适用筒仓多种实际模型的设计需要。YJK采用通用建模计算结合专业菜单方式设计筒仓，这种方式便于用户学习掌握，且计算稳定，适应性强。 一、筒仓结构的建模 YJK软件对筒仓结构的建模按照分层建模的方式， 1、分层建模，即对仓下建筑、筒壁、仓体、仓上建筑等分层建模，最后全楼组装成筒仓结构； 2、对仓体的仓壁采用圆弧墙或者直墙建模，对高大的深仓结构应分为几层建模，为的是准确计算筒仓侧壁的贮料荷载，同时分区给出计算配筋，即底部几层比上边层受力大配筋也大。一般每层层高控制在3-4米； 3）对漏斗部分可以按照斜墙建模，也可以按照斜板建模。对于可按照斜墙的软件提供漏斗的参数化建模方式，可通过几个参数快速生成各种形式的漏斗，参数生成的漏斗是由斜墙组成的。对圆漏斗可按斜圆弧墙输入。按照斜板输入漏斗时，须输入斜的虚梁勾画漏斗的
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
三天在平均气温20度/使用早强水泥/养护良好,可达50%~70%,七天可达80%~90%. 钢筋混凝土底模板拆除时间参考表 混凝土结构浇筑后，达到一定强度，方可拆模。主要是通过同条件养护的混凝土试块的强度来决定什么时候可以拆莫，模板拆卸日期，应按结构特点和混凝土所达到的强度来确定。 现浇混凝土结构的拆模期限： 1．不承重的侧面模板，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏，方可拆除，一般十二小时后； 2．承重的模板应在混凝土达到下列强度以后，始能拆除（按设计强度等级的百分率计）： 板及拱： 跨度为2m及小于2m50％ 跨度为大于2m至8m75％ 梁（跨度为8m及小于8m）75％ 承重结构（跨度大于8m）100％ 悬臂梁和悬臂板100％ 3．钢筋混凝土结构如在混凝土未达到上述所规定的强度时进行拆模及承受部分荷载，应经过计算，复核结构在实际荷载作用下的强度。 4．已拆除模板及其支架的结构，应在混凝土达到设计强度后，才允许承受全部计算荷载。施工中不得超载使用，严禁堆放过量建筑材料。当承受施工荷载大于计算荷载时，必须经过核算加设临时支撑。 钢筋混凝土底模板拆除时间参考表 现浇砼底模拆模所需砼强度 （摘自《混凝土结构工程施工质量验收规范》） 结构跨度达到设计强度标准值的百分率 梁L≤8m75% L＞8m100% 板L≤2m50% 2m＜L≤8m75% L＞8m100% 悬臂梁、板L≤2m75% L＞2m100% 达到拆除砼底模板所需强度的参考时间（摘自《施工手册》） 使用425#普通水泥所需天数 砼达到设计强度标准值的百分率硬化时昼夜平均温度(摄氏度) ????????????5度10度15度20度25度30度 50%????10??????7????????6????????5??????4????????3 75%????22????15??????12????????9??????8????????7 100%50????40????30??????28??????20??????18 使用425#矿渣水泥所需天数 砼达到设计强度标准值的百分率硬化时昼夜平均温度(摄氏度) ??????????????5度10度15度20度25度30度 50%????16????11??????9????????8????????7????????6 75%????32????22????16??????14??????13??????11
预应力钢筋混凝土筒仓设计 摘要:根据预应力钢筋混凝土筒仓设计经验，依据规范，对预应力钢筋混凝土筒仓在设计中如何选择合理的模型、如何分析各部分内力计算及各部位构造要求等问题提出的建议，可供工程设计参考。 Abstract: According to the prestressed reinforced concrete silos design experience and the specification,we talk about how to choose reasonable model, how to analyze each part of the internal force calculation and how each place structural requirements were put forward concerning prestressed reinforced concrete silos ,which could be a reference to project designing. 关键词:预应力;钢筋混凝土筒仓;抗裂计算;承载力; Key Words: prestressed; reinforced concrete silos; crack computing; bearing capacity; 概述： 筒仓一般指贮存散料的直立容器，是贮存松散的粒状或小块状原材料或原料(如谷类、水泥、砂子、矿石、煤及化工原料等)的贮藏结构；可作为生产企业调节、运转和贮存物料的设施，也可作为贮存散料的仓库。筒仓按其结构计算方法可分为浅仓及深仓两大类。当仓壁计算高度(hn)与圆形筒仓内径或矩形短边之比大于或等于1.5时为深仓，小于1.5时为浅仓。按采用材料不同，可分为钢筋混凝土仓、金属筒仓、砌体筒仓。按平面形状可分为方仓、矩形仓、圆筒仓、多角形筒仓。本工程采用钢筋混凝土圆形深仓结构(三仓连建)。如图1所示。 图1预应力钢筋混凝土筒仓 筒仓在设计之前应先行了解工艺布置简图及筒仓容量；贮料特性，如重力密度、内摩擦角、安息角、对仓壁摩擦系数、温度及湿度等,这些资料可由工艺专业提供或查询《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB50077-2003；漏斗壁的最小倾角，防止堵塞、积料的措施及要求；悬挂在贮仓上的荷载，如小钢漏斗、钢平台、给料机、配料设备及其它吊重等；其他特殊要求。 筒仓宜优先选用圆筒形。直径大于15米的筒仓，除岩石地基外，一般宜采用独立布置形式。筒仓设计中应注意布置沉降观测点，并提出对筒仓首次装料和卸料作出观测记录要求。筒仓仓壁、筒壁及漏斗应尽量选用等截面。筒仓仓顶与地面之间应设有连接通道和安全出口，一般除利用上仓运输机栈桥作为通道外，尚应根据仓顶设备和操作人员情况设置安全出口，通向地面的楼梯坡底应平
第一章投标书综合说明 良海粮油有限公司： 承蒙贵公司对我公司的信任，有幸参加贵公司12万吨粮食仓储设施建设项目的投标，为此深表感！ 对贵公司所发的招标文件，我公司经认真阅读和讨论后，表示理解和确认。一旦中标，我们一定遵守执行。 下面为标书编制的几点综合说明： 一、编制依据和说明 1、12万吨粮食仓储设施建设项目的招标文件。 2、中粮工程科技有限公司设计的全套《混凝土筒仓施工图》。 3、施工现场踏勘。 4、及省有关工程施工技术标准及验收规。 5、公司体系手册、程序文件及部有关文件、管理制度等。 6、已经执行的新规、新标准，根据本工程实际情况，本工程计划使用的有关规、文件如下： 6.1、《建筑地基基础工程施工质量验收规》（GB50202-2002）； 6.2、《砌体结构工程施工质量验收规》（GB50203-2011）； 6.3、《钢结构工程施工质量验收规》（GB50205-2001）； 6.4、《屋面工程质量验收规》（GB50207-2012）； 6.5、《地下防水工程质量验收规》（GB50208-2011）； 6.6、《建筑地面工程施工质量验收规》（GB50209-2010）； 6.7、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规》（GB50242-2002）；
6.8、《通风与空调工程施工质量验收规》（GB50243-2002）； 6.9、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）； 6.10、《建筑电气工程施工质量验收规》（GB50303-2002）； 6.11、《钢筋混凝土筒仓施工与质量验收规》（GB50669-2011）；6.12、《工程测量规》（GBJ50026－93）； 6.13、《混凝土结构工程施工质量及验收规》（GB50204-2002）；6.14、《冷拔钢丝预应力混凝土构件设计与施工规程》（JGJ19-92）； 6.15、《木结构工程施工及验收规》（GB50206-2002）； 6.16、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）； 6.17、《钢筋焊接接头试验法》（JGJ/T-2001）； 6.18、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）； 6.19、《建筑工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-2001）； 6.20、《建筑工程质量检验评定标准》（GB50301-2001）； 6.21、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T-2001）；6.22、《建筑工程安全检查评分办法》（JGJ59-99）； 6.23、《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80-91）； 6.24、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）； 6.25、《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）； 6.26、《建筑防腐蚀工程施工及验收规》（GB50212-91)； 6.27、《泵送混凝土施工技术规程》（ZGJ/T10-95）； 6.28、《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）； 6.29、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）；
ABAQUS钢筋混凝土损饬塑性模型有限元分析 发表时间：2009-10-12 刘劲松刘红军来源：万方数据 钢筋混凝土材料，是一种非匀质的力学性能复杂的建筑材料。随着计算机和有限元方法的发展，有限元法已经成为研究混凝土结构的一个重要的手段。由于数值计算具有快速、代价低和易于实现等诸多优点，这种分析方法已经广泛用于实际工程中。然而，要在有限元软件中尽可能准确地模拟混凝土这种材料，是不容易的，国内外学者提出了基于各种理论的混凝土本构模型。但是迄今为止，还没有一种理论被公认为可以完全描述混凝土的本构关系。 ABAQUS是大型通用的有限元分析软件，其在非线性分析方面的巨大优势，获得了广大用户的认可，在结构分析领域的应用趋于广泛。本文把规范建议的混凝土本构关系，应用到损伤塑性模型，对一悬臂梁进行了精细的有限元建模计算和探讨。 1 混凝土损伤塑性模型 ABAQUS在钢筋混凝土分析上有很强的能力。它提供了三种混凝土本构模型：混凝土损伤塑性模型，混凝土弥散裂缝模型和ABAQUS/Explicit中的混凝土开裂模型。其中混凝土损伤塑性模型可以用于单向加载、循环加载以及动态加载等场合，它使用非关联多硬化塑性和各向同性损伤弹性相结合的方式描述了混凝土破碎过程中发生的不可恢复的损伤。这一特性使得损伤塑性模型具有更好的收敛性。 2 模型材料的定义 2.1 混凝土的单轴拉压应力-应变曲线 本模型中选用的混凝土本构关系是《混凝土结构设计规范》所建议的曲线，其应力应变关系可由函数表达式定义。 2.2 钢筋的本构关系 钢筋采用本构关系为强化的二折线模型，无刚度退化。折线第一上升段的斜率，为钢筋本身的弹性模量，第二上升段为钢筋强化段，此时的斜率大致可取为第一段的1/100。 2.3 损伤的定义 损伤是指在单调加载或重复加载下，材料性质所产生的一种劣化现象，损伤在宏观方面的表现就是(微)裂纹的产生。材料的损伤状态，可以用损伤因子来描述。根据前面确定的混凝土非弹性阶段的应力一应变关系。可求得损伤因子的数值。 2.4混凝土塑性数值的计算 混凝土在单向拉伸，压缩试验中得到的数据，通常是以名义应变和名义应力表示的，为了准确地描述大变形过程中截面积的改变，需要使用真实应变和真实应力，可通过它们之间的换算公式计算。真实应变是由塑性应变和弹性应变两部分构成的。在ABAQUS中定义塑性材料参数时，需要使用塑性应变。 3 钢筋混凝土悬臂梁实例分析 3.1 模型设计 该悬臂梁的具体情况如图1所示，梁截面尺寸为200mm×300mm，梁长1500mm；纵筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋，混凝土强度等级为C30。混凝土和钢筋的各力学参数均取自《混凝土结构设计规范》的标准值。
《混凝土结构设计原理》习题集 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 一、判断题 1~5错；对；对；错；对； 6~13错；对；对；错；对；对;对；对； 二、单选题 1~5 DABCC 6~10 BDA AC 11~14 BCAA 三 、填空题 1、答案：长期 时间 2、答案：摩擦力 机械咬合作用 3、答案：横向变形的约束条件 加荷速度 4、答案：越低 较差 5、答案：抗压 变形 四、简答题 1．答： 有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度y f 作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度u f ，一般用作钢筋的实际破坏强度。 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。
设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb ，其中σb 为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。 图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2．答： 目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235、热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3．答： 钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 4．答： 混凝土标准立方体的抗压强度，我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定：边长为150mm 的标准立方体试件在标准条件（温度20±3℃，相对温度≥90%）下养护28天后，以标准试验方法(中心加载，加载速度为0.3～1.0N/mm 2/s)，试件上、下表面不涂润滑剂，连续加载直至试件破坏，测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度f ck ，单位N/mm 2。 A F f ck f ck ——混凝土立方体试件抗压强度； F ——试件破坏荷载； A ——试件承压面积。 5. 答： 我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）采用150mm×150mm×300mm 棱
钢筋混凝土筒仓施工方法解析 摘要：钢筋混凝土筒仓属于特种工程结构，广泛应用于建材、煤炭、电力、港口、矿山、粮食等行业，结构较为复杂，施工难度大，技术要求高。在此对不同筒仓的施工进行解析。 【关键词】筒仓，分类，施工技术 Abstract: the reinforced concrete silos belongs to the special engineering structure, widely used in building material, coal, electric power, ports, mining, grain and other industry, the structure is relatively complex, difficult construction, high technical requirements. In the construction of different silos of system. 【key words 】silos, classification, construction technology 一、筒仓分类 对钢筋混凝土筒仓进行施工分类，从单一筒仓到较为复杂的构造体系将新型混凝土筒仓划分为：大直径高仓、超大直径筒仓、变截面筒仓、筒中筒构造、大直径高型筒仓、筒仓构造等6类施工形式。 二、施工方法 大直径高仓。大直径高仓的施工技术要点是保证模板体系的整体稳定性，以及偏差的可控可调。大直径高仓采用无内平台的径向可调拉杆滑升模板体系，提升架内外侧各设置2道加强围圈（规格不小于10#槽钢）。滑升系统控制要点：均衡设置提升装置；加强围圈接头采用焊接或刚性栓接构造；液压油路采取均衡（等阻力）布置方案，采用分油器分级配置；可调拉杆保持承力均衡；配合偏差监测措施，分步微调，以偏差预控为主。 超大直径筒仓。对于超大直径筒仓，如采用可调拉杆滑模体系，在实际施工中，其可调拉杆的工作效能有可能降低，因此本课题采用无内拉杆的滑升模板体系。该体系仍采用悬挑式操作台，不设径向拉杆，滑升模板系统沿筒仓仓壁呈圆周形布置。系统构成由：提升装置、加强梁（环梁）、加强围圈、围圈及模板、液压动力装置、调控设施等组成。其技术要点是，沿环向均衡设置提升架、千斤顶；支撑杆在仓壁内外两侧间隔交替布置，提升架按中心对称方式安装；提升架顶部两侧设置环向加强梁；液压油路仍采用均衡布置方案，内外侧千斤顶不同路。从而形成整体稳定、偏差可调的体系。超大直径筒仓滑升施工的偏差监测，在仓
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模 曲哲 2006-5-29 一、试验标定 选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型，分离式钢筋建模，建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。李宏男（2004）本可以提供比较理想的基准试验。然而计算发现，该文中试验记录的初始刚度普遍偏小，仅为弹性分析结果的1/5~1/8，原因不明，故此处不予采用。左晓宝（2001）研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能，其中有一片整体墙作为对照试件，本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。 图1：剪力墙尺寸与配筋 该试件尺寸及配筋如图1所示。墙全高750mm，宽800mm，厚75mm，墙内布有间距φ6@100的分布钢筋，墙两端设有暗柱。混凝土立方体抗压强度为54.9MPa，钢筋均为一级光圆筋。 （a）墙体分区及网格（b）钢筋网 图2：ABAQUS中的有限元模型 剪力墙采用平面应力八节点全积分单元，墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。钢筋采用两节点梁单元，通过Embed方式内嵌于墙体内。模型网格及外观如图2所示。墙下弹性梁底面嵌固。分析中，先在墙顶施加160kN均布轴压力，再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。 ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。未说明的参数均使用ABAQUS默认值。
表1：有限元模型材料属性 混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged Plasticity Plasticity 初始弹性模量（GPa ） 38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角（deg ） 50 初始屈服应力（MPa ） 13 235 峰值压应力（MPa ） 44 峰值压应变（με） 2000 峰值拉应力（MPa ） 3.65 注：其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值，其余均为估计值。 （a ）压应力-塑性应变曲线 （b ）拉应力-非弹性应变曲线 （c ）受拉损伤指标-开裂应变曲线 图3：混凝土塑性硬化及损伤参数 ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为，同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。本文受压硬化曲线采用Saenz 曲线（式1），可用表1中列出的初始弹性模量、峰值应力和峰值应变唯一确定。受拉软化曲线采用Gopalaratnam 和Shah （1985）曲线（式2），并采取江见鲸建议参数k =63，λ=1.01，如图3（b ）所示。本文模型只定义受拉损伤指标，损伤指标随开裂应变的变化如图3（c ）所示，当开裂应变小于0.0014时，损伤指标线性增大，开裂应变超过0.0014后，损伤指标保持固定值0.6。 02 0000012c c c c E E εσεεεσεε= ??????+?+???????????? （1） e k t t f λ ωσ?= （2） 图4比较了采用4节点单元和8节点单元得到的剪力墙荷载-位移曲线，并同时画出了 文献中提供的荷载-位移骨架线。可见8节点单元模型的计算结果较4节点单元模型更加平滑顺畅，下降段也比较稳定。二者在达到峰值之前差别不大，但软化行为则相差较多。这可能与基于开裂应变定义的损伤指标引入的网格依赖性有关，本文对此不做深入讨论。 与试验曲线相比，有限元分析得到的荷载-位移曲线初始刚度略大，且墙底开裂（图中1点）时刚度退化不如试验中显著，导致之后的分析结果位移偏小。受拉侧钢筋屈服后计算得到的刚度与试验曲线比较接近，不久主斜裂缝的出现使墙的承载力进入软化段，被主要裂缝穿过的钢筋均进行屈服段。软化过程中墙体形成了新的主斜裂缝并最终沿这条主斜裂缝破坏。图5、6分别展示了剪力墙在受力全过程中关键点处的混凝土主拉应变和钢筋大主应力。 与试验曲线相比，计算结果刚度偏差较大，承载力基本一致。
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
钢筋混凝土多联体筒仓滑膜施工工法
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钢筋混凝土多联体筒仓滑模施工工法 天津建设工程有限公司李文明高正方何士冬 1 前言 目前，很多水泥厂、粮库、冶金等工程项目中，常见钢筋混凝土结构联体筒仓储存库，这些筒库通常呈圆形，筒壁厚度上下一致，筒内中间段没有梁或板构件，筒壁洞口少，筒与筒之间连为一体。为充分利用联体筒仓结构的上述特点，圆形筒仓采用满堂脚手架法施工占用场地较大，模板需求多，使用效率低，工期长，成本高。而采用液压滑模具有施工保持连续作业，施工速度快，节省材料和人工，机械化程度高，劳动强度低等特点，逐渐被应用于筒仓施工。静海道线仓粮食储备库工程的多联体筒仓结构施工中采用整体滑模施工工艺，取得了很好的施工效果，QC活动小组获得2016年天津市建筑业协会优秀QC成果一等奖和中国建筑业协会全国工程建设QC成果二等奖，现将该施工工艺及方法总结并形成本工法。 2 工法特点 2.0.1滑模具有重量轻、装拆速度快，滑升速度快，滑升高度大等优点，适用于多联体筒仓滑模施工。 2.0.2钢筋保护层厚度及仓壁纵向钢筋间距的控制装置，解决了普通滑模施工中钢筋保护层不足和钢筋间距很难保证的难题。 2.0.3滑模喷淋养护装置，使滑模施工混凝土养护难的问题得到了很好的解决。 2.0.4采用成型的工具式钢模，可以确保筒仓外型尺寸规则、标准，减少水平施工接缝。 2.0.5与传统翻模相比，本工法模板、架管等周转材料投入少，劳动力用工少，安全设施等投入费用少，且工程进度快，可大大降低工程成本。