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第1章 ABAQUS基础与土木工程分析1

1.1 有限元法的简单回顾1

1.2 有限元法的基本步骤2

1.2.1 单元划分2

1.2.2 确定插值函数（形函数）3

1.2.3 建立单元方程3

1.2.4 单元组集——建立总体方程组3

1.2.5 计入边界条件，解方程组3

1.2.6 后处理4

1.3 ABAQUS简介5

1.3.1 ABAQUS/Standard6

1.3.2 ABAQUS/Explicit6

1.3.3 ABAQUS/CAE7

1.3.4 ABAQUS/Viewer7

1.3.5 ABAQUS帮助文档7

1.4 ABAQUS土木行业功能介绍9

1.4.1 岩土材料本构模型9

1.4.2 混凝土本构模型9

1.4.3 单元库14

1.4.4 初始地应力平衡14

1.4.5 土体的固结和渗流分析15

1.4.6 单元生死功能15

1.4.7 强大的分析功能15

1.4.8 子模型和子结构16

1.4.9 二次开发16

1.4.10 土木领域其他功能16

1.5 ABAQUS在土木工程中的应用17

1.5.1 ABAQUS在特种结构中应用17

1.5.2 ABAQUS在高层建筑结构中的应用21

1.5.3 ABAQUS在岩土工程中的应用24

1.5.4 ABAQUS在桥梁工程中的应用29

1.5.5 ABAQUS在水工中的应用32

1.5.6 ABAQUS在防火中的应用36

第2章 LNG混凝土储罐设计与分析概述43

2.1 LNG储罐的类型43

2.1.1 地上式储罐43

2.1.2 半地下式储罐45

2.1.3 地下式储罐47

2.1.4 坑内式储罐47

2.2 LNG预应力全容罐47

2.2.1 LNG预应力全容罐结构特点47

2.2.2 国外LNG储罐研究概况49

2.2.3 国内LNG储罐研究概况49

第3章 储罐静力学分析51

3.1 材料与截面属性51

3.2 约束与接触52

3.3 单元54

3.4 边界条件57

3.5 解析场和离散场57

3.6 预定义场59

3.7 分析步设置60

3.8 分析荷载与工况组合61

3.8.1 恒载62

3.8.2 活荷载63

3.8.3 预应力荷载64

3.8.4 运行荷载64

3.8.5 试验荷载67

3.8.6 风荷载67

3.8.7 雪荷载68

第4章 储罐动力学分析70

4.1 单元选择70

4.2 动力问题的网格剖分70

4.3 ABAQUS线性动力学分析71

4.3.1 固有频率和模态71

4.3.2 瞬态模态动力学分析74

4.3.3 响应谱分析74

4.3.4 随机响应分析75

4.3.5 阻尼75

4.3.6 稳态动力学分析82

4.4 ABAQUS非线性动力学分析85

4.4.1 ABAQUS/Standard非线性动力学分析86

4.4.2 ABAQUS/Explicit非线性动力学分析87

4.5 储罐动力学分析荷载及荷载组合87

4.5.1 爆炸荷载88

4.5.2 冲击荷载88

4.5.3 泄漏液压荷载89

4.5.4 地震荷载90

第5章 储罐热力学分析97

5.1 传热问题的有限元理论97

5.1.1 传热问题的基本方程97

5.1.2 稳态传热问题的有限元分析式98

5.2 热应力问题的有限元理论99

5.2.1 热应力物理中的物理方程99

5.2.2 有限元分析列式99

5.3 ABAQUS热力学分析100

5.3.1 ABAQUS热传导分析100

5.3.2 ABAQUS热应力分析101

5.4 储罐热力学分析荷载及荷载组合102

5.4.1 正常运转温度荷载102

5.4.2 火灾102

5.4.3 泄漏温差荷载102

第6章 储罐施工有限元分析103

6.1 ABAQUS多步骤分析103

6.1.1 一般分析过程103

6.1.2 线性扰动分析104

6.1.3 多步骤分析应用实例106

6.2 ABAQUS单元生死功能107

6.2.1 ABAQUS单元生死设置107

6.2.2 ABAQUS单元生死应用实例108

第7章 储罐局部有限元分析110

7.1 ABAQUS子模型基本过程110

7.2 ABAQUS子模型基本原则及实现方式110

7.3 储罐研究中常用子模型分析111

7.3.1 外墙泄漏工况下的受压区厚度判定111

7.3.2 单桩分析112

7.3.3 锚固带分析112

7.3.4 内罐壁板—底部环形板疲劳分析114

7.3.5 管线分析116

第8章 储罐桩基模拟与计算118

8.1 基于接触的桩土分析118

8.2 基于Embedded约束的桩土分析120

第9章 ABAQUS后处理在储罐结果校核中的应用122

9.1 ABAQUS结果数据库的访问和控制122

9.2 工况组合124

9.3 裂缝验算127

第10章 ABAQUS在LNG混凝土储罐的应用实例130

10.1 有限元模型130

10.1.1 罐体模型130

10.1.2 桩土耦合模型135

10.1.3 模型分析参数135

10.2 基本工况分析136

10.2.1 恒载136

10.2.2 活荷载137

10.2.3 预应力荷载138

10.2.4 风荷载138

10.2.5 雪荷载工况140

10.2.6 运行载荷140

10.2.7 试验载荷143

10.3 荷载组合160

10.3.1 适用性极限状态160

10.3.2 最终极限状态（ULS）正常荷载工况164

10.3.3 最终极限状态（ULS）偶然荷载工况166

10.4 分析总结及补充校核170

10.4.1 金属结构171

10.4.2 混凝土构件171

第11章 ABAQUS二次开发功能174

11.1 ABAQUS用户子程序174

11.2 常用用户子程序简介175

11.2.1 DLOAD子程序175

11.2.2 DISP子程序176

11.2.3 CREEP子程序177

11.3 基于内核脚本（Python）二次开发179

11.3.1 ABAQUS前处理二次开发181

11.3.2 ABAQUS后处理二次开发181

11.4 ABAQUS图形用户界面（GUI）二次开发183

参考文献186