一种GFRP材料工字型梁截面合理性研究

新型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)工字型梁具有重量轻、耐腐蚀以及架设方便等特点,在工程应用中前景十分广阔。为了得到复合材料构件横截面的更合理形式,选用拉挤成型GFRP工字型梁作为分析试验对象。使用Kollar公式、Tsai-wu准则和特征值屈曲方法分析了梁的极限承载能力,针对破坏特点对梁进行了局部的补强,并进行了试验研究。试验结果表明:工字型截面的补强方法能有效提高梁的承载能力,但这种局部补强后的破坏形式表明材料的抗拉强度仍未充分发挥,且对梁刚度改善并不明显。

开孔补强对受剪复合材料工字型梁腹板稳定性的影响研究

文章通过试验与数值仿真计算研究了开口与补强对复合材料工字型梁腹板稳定性的影响。含长圆形开口复合材料工字型梁腹板一端被固定在试验架上,另一自由端被施加竖向剪切载荷。运用有限元软件Nastran对两种不同类型的复合材料工字型梁腹板(带长圆形开口和带开口补强)进行仿真分析,利用线性屈曲计算得到屈曲荷载,通过非线性静力分析研究其后屈曲过程,并通过实验验证了数值模型和仿真计算结果。在非线性分析中对工字型梁载荷—挠度的响应进行了分析,并用"蔡吴失效准则"预测了工字型梁的首层破坏载荷。研究结果表明:工字型梁腹板的长圆形开口周边应力/应变集中现象显著,应变值为非开口区域的三倍以上;插层补强能有效地降低口边应力/应变集中程度,同时使其结构稳定性承载力提高88%,极限破坏载荷提高了46.3%。本研究可为指导含孔梁腹板结构优化设计及其在实际工程上的选型应用提供试前分析依据和参考思路。

工字型梁腹板中Ⅲ型裂纹应力强度因子分析

基于能量释放率研究Ⅲ型裂纹平面应变条件下的J积分能量表达式。采用有限元软件模拟了工字梁腹板受扭转时裂纹裂尖应力奇异场,通过数值模拟得出裂纹区的应力、位移分布状态,并计算应力强度因子和J积分,从而验证表达式的可行性。

圆孔工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究

从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变分运算,获得了平衡微分方程模型。基于扭转模态试函数,推导了圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转模态振动圆频率,并与有限元结果对比校验理论模型预测精度。开展了悬臂圆孔工字型蜂窝梁受集中扭矩作用的端部截面转角理论分析与有限元计算,进一步检验了基于板-梁理论建立的蜂窝梁连续模型的适用性。应用板-梁理论对圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转的分析过程及推导步骤,为其他开孔类型工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究提供了直接参考。

工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子

工字型梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字型梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。利用裂纹非自发扩展能量释放率得到一个求解均布载荷作用下工字型截面梁中心裂纹应力强度因子的一个新方法。给出了工字型截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G*积分与应力强度因子的关系,同时也给出了G*积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系,进而得到工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。

工字型截面梁角裂纹的应力强度因子分析

工字型梁是工程中最常见的结构之一,其中任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字型梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常相当困难。采用三维20节点等参元,应用ANSYS大型工程有限元计算软件,对工字型梁4个不同裂纹开裂位置的角裂纹进行应力强度因子计算分析,给出了裂纹长度变化下的应力强度因子变化规律、趋势和曲线,总结了工字梁结构中结构参数对结构应力强度因子的影响规律,该计算结果可作为同类结构损伤容限设计的参考。

正弦波形波纹腹板工字型钢板梁的抗剪强度

为研究正弦波形波纹腹板工字型钢板梁的抗剪性能,采用ABAQUS非线性有限元程序,借助于线弹性特征值屈曲分析以及弹塑性剪切屈曲分析(考虑腹板初始缺陷的影响),将典型正弦波形波纹腹板钢板梁的抗剪强度与梯形波纹腹板钢板梁做了对比,并分析了影响正弦波形波纹腹板钢板梁抗剪强度的关键因素。数值分析结果表明,在波长与波幅不变的情形下,正弦波形的抗剪承载力低于梯形形式,在设计中应予以注意;若通过减小波长保证材料用量不变,正弦波形的抗剪承载力与梯形形式相同;正弦波形波纹钢腹板钢板梁的剪切屈曲临界应力随着腹板厚度的增加或波长的减小而显著增大,而腹板高度与波幅均没有显著影响正弦波形波纹钢腹板的剪切屈曲临界应力对初始缺陷的敏感程度。

双轴对称受弯工字型梁荷载与跨度和截面面积关系的分析及应用

推导得出双轴对称受弯工字梁的荷载、跨度和截面面积之间的关系。对钢梁两端不同的约束和不同荷载起主导作用的情况进行理论推导和算例比较,得到的荷载、跨度和截面面积之间的函数关系可靠准确,供工程设计人员参考使用。

基于ANSYS软件的焊接工字型截面梁残余应力的有限元分析

根据热弹塑性应力理论、有限元理论 ,用大型有限元软件ANSYS对焊接工字型截面梁进行残余应力分析 ,分析结果表明 ,焊接残余压应力的分布与截面几何参数有关 ,为用有限元分析焊接工字型截面梁残余应力提供了一种方法。

工字型钢梁连接节点的开发与应用研究

通过对目前石化工程中工字型钢梁两种常用连接节点的分析,指出常用节点存在的连接件防腐难、焊接难度大、焊缝质量不易保证等技术问题;通过多方案对比和计算分析,开发出1种新型工字型梁连接节点,从而解决了节点板的防腐问题,优化了节点结构,提高了节点承载力,减少了节点板用量、焊缝数量,降低了现场施工的难度。

组合变形下的工字型截面梁应力分析

基于受弯构件合理的强度和刚度设计原则,工字型截面梁在工程中得到了广泛的应用。但在实际工程中,工字型截面梁可能受到拉压、弯曲及扭转等组合变形的影响。目前,现有研究主要集中于矩形截面梁在组合变形影响下的截面应力分布情况。为此,利用有限元软件模拟了工字型悬臂梁在拉伸、弯曲及扭转组合变形过程,并详细分析了梁危险横截面的正应力及切应力分布规律,探讨了不同变形对截面应力的影响规律,研究结果可为工程设计提供技术支撑。

26.5m跨度工字型混凝土变截面梁施工技术

以成都某酒店项目工程为背景,根据工程特点和现场实际情况,着重论述了26.5 m跨度工字型混凝土变截面梁施工技术,重点解决了支模架搭设的技术问题,为类似工程提供了很好的借鉴。

工字型截面梁腹板上剪应力的讨论

一般材料力学教材均认为:工字型截面梁腹板上的最大剪应力与最小剪应力相差不大,可以认为腹板上的剪应力近于均匀分布。这样,就可以用腹板的面积除剪力Q。

工字型圆孔蜂窝梁整体稳定性分析方法研究

通过有限元方法研究了工字型圆孔蜂窝梁的整体失稳过程以及临界荷载随着腹板上圆孔数目多少的变化情况。通过模型分析发现:工字型圆孔蜂窝梁腹板上圆孔数目的多少对其整体失稳时的临界荷载大小影响不大,所以蜂窝梁的整体稳定性分析方法可采用同截面工字型梁的稳定性计算公式。

预应力高强钢丝在钢筋混凝土工字型屋面梁施工中的应用

1前言 南方雅马哈涂装车间附跨屋盖结构中的屋面梁均采用国标G414中的预应力钢筋混凝土工字型屋面梁,其中YWL-15-2共6榀,YWL-12-1共4榀,YWL-15-3Ca共2榀,原标准图中预应力钢筋为冷拉Ⅱ级钢筋方案.

碳纤维材料加固钢梁的试验研究

碳纤维材料应用于钢结构加固在实际工程中应用较少 ,缺乏理论与试验支持。介绍了各种碳纤维材料加固钢结构工字型梁的试验及结果 ,给出了碳纤维布、碳纤维板、钢板等材料的力学性能 ,得出了各种加固方式的承载力及荷载 -位移曲线和工字钢梁截面上实测的应力、应变。

基于拓扑优化的双层交通混凝土箱梁开孔设计

双层交通混凝土箱梁是由钢筋和混凝土两种材料组成,而它们的工作性质可抽象为由钢筋和混凝土构成的拉杆-压杆模型。引入一种新的拓扑优化方法"加窗渐进结构优化算法"建立反映结构工作机理的拉杆-压杆模型,为双层交通混凝土箱梁腹板开孔设计提供理论指导。介绍了拓扑最优解建立拉杆-压杆模型和如何完成结构配筋设计方法。结果表明:通过加窗渐进结构优化算法获得的拓扑最优解能较好的呈现结构内部受力状态;根据优化方法完成的工字梁结构配筋及开孔设计与试验设计相比,开孔率增加了5.5倍,极限荷载增长了1.2倍,但钢筋用量减少了30%。

预应力工型梁张拉过程中的侧向弯曲变形分析

针对后张法工字型预应力混凝土梁在张拉时常常会出现侧向弯曲变形现象的问题 ,本文通过理论分析、并结合界阜蚌高速公路西淝河大桥工程施工的张拉测试 。

北环高速沙贝立交F匝道桥UHPC梁施工关键技术研究

广州市北环高速公路扩建工程沙贝立交F匝道桥工程采用超高性能混凝土(Ultra-High Performance Cement,UHPC)工字型梁结构方案。UHPC是一种具有高强度、高耐久性的新型建筑材料。UHPC桥梁具有结构自重轻、外观整洁、耐久性好等特点。目前国内尚没有专门的UHPC桥梁施工规范,针对北环高速UHPC工字型预制简支梁的施工过程开展研究,具有较强的工程实践意义。介绍了UHPC梁从预制到安装的施工过程及其重点难点,并针对台座周转、批量蒸汽养护、预应力管道定位、梁体侧弯矫正和模板漏浆等关键技术进行了探讨。工程实践验证了UHPC桥梁的生产施工可以通过碎冰搅拌浇筑、控制温度升温曲线的精确蒸养和快速吊装运输等施工工艺实现高质量UHPC预制简支梁的生产施工。沙贝立交UHPC梁的高质量建设为UHPC桥梁的大规模工程应用提供成功范例。