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基于VBA程序语言实现Ansys软件对连续刚构桥数值分析的参数化

作　者: 李瑞尖
导　师: 刘扬; 程邦兴
学　校: 长沙理工大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 计算原理 连续刚构桥 有限元理论 VBA编程语言 可靠度
分类号: U448.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 55次
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内容摘要


连续刚构桥这种桥型体系正得到大力的发展和广泛的应用。对于连续刚构桥的设计和施工监控，都要求对其进行准确的计算分析。在有限元分析软件中，虽然专门针对桥梁结构做受力分析的商用软件很多，但是ANSYS软件作为大型通用有限元软件，由于其具有强大的二次开发功能以及良好的数据接口的特性，使得它在桥梁结构计算分析工具中占有非常重要的地位。同时，VBA作为一种简单实用并且通用性良好的编程语言，通过它可以在后台调用ANSYS程序，并自动运行求解计算和后处理。由此可见把两者结合起来编写出高效快速地对连续刚构桥进行数值分析的程序代码是非常有意义的。本文的主要工作内容如下：详细探讨了用悬臂浇筑法施工的连续刚构桥在ANSYS软件中，做施工仿真计算分析时需要考虑的一些影响因素和问题，以及处理这些问题所采取的方法和解决途径。例如单元的选取、施工过程的模拟、各种荷载工况的加载求解以及结果的输出和后期处理等等。探究了EXCEL表格跟ANSYS软件、MATLAB软件之间数据的对接和调用，用VBA语言编写了自动生成TXT命令流的程序代码，并制作了相应的参数化数据输入界面和对结果输出进行自动化处理的数据表格程序，使得整个过程完全能够实现对连续刚构桥数值分析的参数化。利用编写的EXCEL表格程序，对成自泸高速公路周家沟大桥进行了实例验算，得出其竖向位移结果和可靠度指标，并把这些数据结果和其它软件求解出的结果进行了相应的比较和验证。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 问题的提出背景和意义  10
  1.2 预应力混凝土连续刚构桥在国内外研究状况  10-19
    1.2.1 发展概述  10-13
    1.2.2 受力特点  13-14
    1.2.3 计算原理  14-15
    1.2.4 设计要点  15-17
    1.2.5 施工方法  17-19
  1.3 本文的主要工作  19-20
第二章 悬臂法施工的连续刚构桥计算分析理论  20-31
  2.1 概述  20
  2.2 连续刚构桥悬臂施工模拟的三种分析方法  20-26
    2.2.1 正装法  20-22
    2.2.2 倒拆法  22-25
    2.2.3 无应力状态法  25-26
  2.3 悬臂法施工的连续刚构桥的计算分析影响因素  26-29
    2.3.1 结构参数取值的影响  26-27
    2.3.2 施工过程的影响  27
    2.3.3 预应力损失的影响  27-28
    2.3.4 混凝土收缩徐变的影响  28-29
    2.3.5 温度的影响  29
  2.4 本章小结  29-31
第三章 连续刚构桥在 ANSYS 软件中的数值分析  31-44
  3.1 ANSYS 有限元分析理论  31-36
    3.1.1 工程结构数值分析的有限元理论  31-32
    3.1.2 ANSYS 在实际工程中的发展与应用  32-33
    3.1.3 非线形问题的计算理论  33-36
  3.2 连续刚构桥有限元模型的建立  36-39
    3.2.1 桥墩和主梁的建立  36-37
    3.2.2 预应力钢束的模拟  37
    3.2.3 刚臂单元的选取  37-39
  3.3 连续刚构桥有限元模型的荷载施加和求解  39-42
    3.3.1 施工过程的模拟  39-40
    3.3.2 荷载作用的输入  40-42
  3.4 连续刚构桥有限元分析结果的后期处理  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 VBA 实现参数化分析连续刚构桥的程序  44-56
  4.1 表格程序介绍  44-49
    4.1.1 VBA 概述  44-45
    4.1.2 表格程序的界面及其操作流程  45-49
  4.2 前期处理参数化  49-51
    4.2.1 单元以及截面的输入程序  49-50
    4.2.2 预应力钢束的模拟程序  50-51
    4.2.3 刚臂的模拟程序  51
  4.3 工况加载参数化  51-54
    4.3.1 预应力的处理  51-53
    4.3.2 挂篮的加载  53
    4.3.3 湿重的加载  53
    4.3.4 收缩徐变的处理  53
    4.3.5 温度的加载  53
    4.3.6 汽车荷载  53-54
  4.4 后期处理参数化  54-55
    4.4.1 提取主梁各节点对应位移  54
    4.4.2 提取最大的受拉应力值  54-55
    4.4.3 可靠度验算的程序  55
  4.5 本章小结  55-56
第五章 结构可靠性的数值计算方法  56-69
  5.1 结构可靠性分析的基本理论  56-59
    5.1.1 结构可靠性分析中的不确定性因素  56-57
    5.1.2 结构计算中的变量  57-58
    5.1.3 结构的功能要求  58-59
  5.2 结构极限状态  59-61
    5.2.1 结构的极限状态分类  59-60
    5.2.2 结构的极限状态方程  60-61
  5.3 结构可靠性的实用计算方法  61-65
    5.3.1 结构可靠度  61-62
    5.3.2 计算方法  62-65
  5.4 桥梁结构可靠性的计算理论  65-68
    5.4.1 桥梁结构的作用  65-66
    5.4.2 桥梁结构构件的抗力  66-67
    5.4.3 JC 法计算桥梁结构可靠度指标  67-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 表格程序在周家沟大桥中的计算分析  69-79
  6.1 周家沟大桥工程概况  69-70
    6.1.1 总体布置  69
    6.1.2 主要技术标准  69-70
  6.2 程序的具体操作步骤  70-76
    6.2.1 输入截面信息以及梁段分段长度的参数  70-71
    6.2.2 输入预应力钢束信息的参数  71-72
    6.2.3 输入施工工况信息的参数  72-74
    6.2.4 输入汽车活载信息的参数  74
    6.2.5 结果输出  74-76
  6.3 结果分析比较  76-78
    6.3.1 计算结果和桥博、迈达斯等软件对比  76-77
    6.3.2 可靠度分析的结论  77-78
  6.4 本章小结  78-79
结论与展望  79-81
  1 结论  79-80
  2 进一步研究设想  80-81
参考文献  81-83
致谢  83-84
附录  84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 刚构桥
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