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地下洞室非桿件結構的配筋是水電工程地下廠房設計中十分關鍵的一步，目前對結構進行配筋的方法一般有通過結構力學方法或試驗給出的結構的極限承載力配計算公式計算，按應力=圖形面積計算鋼筋用量，按鋼筋混凝土非線性有限元分析配筋結構的極限承載力配筋計算公式僅對某些簡單結構、構件有效。但地下洞室中的許多結構，形體十分復雜，難以依公式求解，鋼筋混凝土有限單元法綜合考慮了鋼筋和混凝土的非線性特性、鋼筋與混凝土間的粘結和滑移、混凝土的開裂與裂縫的發(fā)展，可以詳細模擬結構各階段工作狀態(tài)。但其工作量較大，且有時這并非必要的，基于有限元分析的結構配筋，應力計算和配筋過程相對獨立，可以實現(xiàn)快速高效的復雜結構配筋。
對地下洞室混凝土結構及圍巖進行聯(lián)合受力分析考慮到圍巖損傷對混凝土結構的影響，對圍巖引入彈塑性損傷本構關系混凝土單元采用彈性本構，并在混凝土和圍巖間設薄層接觸單元對混凝土及圍巖，整體按增量變塑性剛度法進行計算問題域內一插值點，應力可由結點應力插值計算獲得，即這里形函數(shù)是局部坐標的函數(shù)，在彈塑性損傷有限元迭代計算的每個荷載的增量步中，由位移增量通過應力修勻可計算結點應力增量。
對模型進行消隱，建立表面單元線表這里定義表面單元面僅有一相關單元或相關單元中僅有一襯砌單元，表面單元線包含在表面單元面中，以一平面截取表面單元線，生成內外輪廓交點，依序連接交點，即形成內外輪廓線定義兩交點相鄰，如果它們處在同一表面單元面內，則可對所有交點進行排序和分組，即對應內外兩組交點，對內輪廓線中每一線段，作中垂線向外延伸與外輪廓相交，即獲得配筋截面有時所有交點僅構成一組輪廓，如圖可定義內輪廓由所有凹點構成，交點凹凸性可按參文獻算法得到。
本研究基于有限元分析，實現(xiàn)了地下洞室非桿件結構的配筋，基于有限元分析的應力圖形法配筋，適應多種復雜結構，同時應力分析與配筋過程相獨立，具有較高的效率對圓筒結構的驗算表明，該方法具有較高的精度。本研究采用應力修勻計算結點應力，再計算插值點應力特別地，該方法對于網(wǎng)格稀疏的情況。本研究所提出并實現(xiàn)的配筋截面自動生成算法，對各種復雜結構都具有較好的適應性，基于能夠實現(xiàn)配筋計算和圖形繪制批量處理，極大地加快了結構配筋的速度，縮短了結構配筋的周期。
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