新型钢管混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能,设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件,开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等,分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力,全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明:钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强,破坏模式主要为梁端破坏,低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲,静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏;试件延性较好,加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。

基于力法的格构梁节点荷载分配方法及悬臂段长度优化设计

格构梁节点荷载简化分配方法的不足在于无法考虑2个方向的梁上其他节点荷载的影响且对文克尔(Winkler)地基上梁的类型进行了主观假定。为克服格构梁节点荷载简化分配方法的上述缺点,提出了一种基于力法的格构梁节点荷载分配方法。根据节点静力平衡条件及变形协调条件,新的格构梁节点荷载分配方法通过构建并求解线性方程组,能够合理地将作用在节点的集中力分别分配给2个方向的纵梁和横梁。进一步地,引入一个格构梁边坡锚固案例并等比例地增加纵梁和横梁的悬臂长度。不同基床系数条件下,基于新的节点荷载分配方法将格构梁节点荷载分配给纵梁和横梁,然后对各梁单独进行弯矩计算。以悬臂最大正弯矩与跨中最大负弯矩比值的绝对值接近1为评价指标,对格构梁最优悬臂长度进行了评价。节点荷载分配结果表明,随着悬臂长度的增加,分配给纵梁和横梁的荷载逐渐趋于稳定。弯矩计算结果表明,随着基床系数的增大,悬臂长度对格构梁弯矩的影响逐渐减弱。不同边坡基床系数条件下,当悬跨比在0.2~0.4之间时,悬臂各梁最大正弯矩与跨中最大负弯矩趋于均衡。因此,基于力法理论的节点荷载分配方法的提出为格构梁内力的精确分析及悬臂长度优化设计提供了可靠的理论依据。

空心板桥板桁组合加固设计及试验研究

为对空心板桥进行抗弯加固,提出一种新型加固方法——板桁组合加固法,在边板上增设钢筋混凝土桁架,通过植筋及新设桥面铺装与原桥连接来对桥梁进行整体加固。以底板出现横向裂缝的某6×16 m六跨钢筋混凝土简支空心板桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立一跨16 m空心板梁有限元模型,分析加固前、后桥梁的承载能力,并进行静载试验以验证加固方法的有效性。结果表明:加固后主梁的安全系数由1.03提高至1.31,在活载作用下主梁最大下挠值由3.84 mm变为2.36 mm,桥梁的第1阶模态自振频率提高了28.5%,提高了结构的抗弯能力和刚度;主梁挠度实测值与计算值最大误差12.0%,桁架最大拉、压应力实测值与计算值误差分别为7.1%和6.6%,主梁最大拉应力实测值与计算值误差13.7%,实测值与有限元模型计算值较吻合,表明加固桁架参与桥梁的协同受力。板桁组合加固法能有效提高空心板桥的承载能力和结构刚度,且施工简便,具有良好的经济性。

选煤厂圆管带式输送机桁架梁结构的优化设计

应用ANSYS有限元软件对桁架梁结构进行了动态模态分析,结果表明,该结构在刚性、强度上均有一定的剩余,且存在较大的优化空间。采用ANSYS的结构优化模块对其结构进行了优化,使整个桁架梁结构的质量有一定下降,在达到使用需求的同时,减少了产品的质量,降低了生产成本。

装配式梁桥钢横隔梁设计关键技术研究

钢横隔梁作为装配式梁桥的一种新型横向连接构件,有效解决了混凝土横隔梁对不齐、高空施工难度大等问题,但行业内缺乏相关设计经验,更缺少针对钢横隔梁的标准化设计流程。依托典型的装配式混凝土T梁桥,对钢横隔梁定制化设计流程、结构受力性能进行了分析研究,提出了梁单元、实体单元相结合的钢横隔梁设计方法,设计了两种力学性能良好的钢横隔梁,为钢横隔梁的设计和施工提供参考。

桥梁拓宽技术在高速公路中的运用研究

为研究桥梁拓宽技术在高速公路中的运用,运用有限元软件ANSYS和Midas Civil结合实际工程案例对拓建的新桥梁整体性能进行荷载试验研究。研究结果表明:各主梁的横向分布系数在装配式T梁桥和空心板梁桥中均比旧桥梁低,在外界荷载和其他环境因素不变的情况下,梁体的刚度和其承受荷载的能力成正比,桥梁的整体性能更好;桥梁拓宽后,宽跨比增加,为避免出现横桥向的振动,应当在结构承受力允许的情况下,将新旧梁刚度比控制在0.7~1.2,新桥梁桥墩尺寸应该尽量和旧桥梁桥墩尺寸接近甚至一致。

考虑附加载荷影响的地铁车站转换梁结构施工技术分析

为解决转换梁出现明显裂缝的问题,文中提出了考虑附加载荷影响的地铁车站转换梁结构施工技术,搭建预应力临时支撑,承接转换梁结构施工预应力。将铺设的地铁车站转换梁底模板作为承担梁刚度引起预应力变形的构件,考虑到附加载荷的影响,安装车站转换梁转体结构,实现了地铁车站转换梁的高质量施工。分析结果表明,该施工技术的转换梁体顶部总长压缩值更符合理想状态,不易出现梁体裂缝。

直升机机身下部复合材料典型结构耐坠特性研究

抗坠性能是武装直升机的一项重要要求,设计具有较高抗坠吸能性能的机身下部结构是实现直升机抗坠要求的主要技术途径。研究了多种形式的复合材料结构元件抗坠特性,在元件研究基础上优化选择复合材料波纹梁和厚蜂窝结构组合,提出了一种新颖的具有较高抗坠吸能性能的复合材料组件形式,并利用有限元理论及试验的方法进行了对比研究分析,计算结果和试验结果吻合较好。

钢-混凝土组合梁的截面优化设计

钢-混凝土组合梁的截面优化可提高其自身的性能、节省材料.结合设计规范,建立了钢-混凝土简支组合梁两类截面的优化数学模型,采用序列二次规划优化算法并用Matlab语言编制了计算程序,对一简支组合梁截面进行了优化设计,取得很好的优化效果,数值结果表明优化数学模型正确、算法有效.该方法可应用于钢-混凝土组合梁的工程优化设计.

复合材料工字梁铺层结构设计及强度研究

根据复合材料层合工字梁的结构特点,基于经典层合板理论和最大应力强度准则,用MATLAB软件编程设计了复合材料工字梁缘条和腹板的铺层结构。建立了基于工艺的3种工字梁铺层结构有限元模型,分析了静载荷作用下3种铺层结构的应力状态。给出了典型铺层的应力云图。计算了复合材料层合结构材料主方向应力,使用最大应力强度准则,给出了线性状态下3种不同铺层结构工字梁的极限载荷。有限元分析结果与经典层合板理论计算结果进行了对比。分析表明:1)工字梁铺层采用内C形连接和L形连接时极限载荷高于理论设计载荷,外C形连接的极限载荷低于理论值,3种铺层方式极限载荷误差都在9%以内,与理论值基本吻合;2)有限元分析结果显示初始损伤均发生在工字梁下缘条45°铺层中,损伤模式为基体断裂;3)工字梁结构极限载荷主要取决于基体强度;4)工字梁发生破坏的截面位于其固支端;5)所建立的基于经典层合板理论的工字梁设计方法和工字梁有限元分析模型是正确可靠的。

新型预应力组合梁的力学性能

基于长短期荷载试验 ,对混凝土板和钢梁均施加预应力的新型预应力组合梁的破坏形态、预应力损失、预应力筋的极限应力、抗弯承载力、长短期变形等力学性能进行了较为深入的研究 ,并系统地提出了有关设计建议 .

基于动载试验荷载效率的简支梁桥冲击系数研究

为对中小跨径简支梁桥冲击系数进行评价,建立轻荷载作用与等效设计荷载作用下冲击系数的关系。采用五自由度三轴平面车辆模型,以标准跨径的简支小箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合振动方程,采用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真求解。通过荷载等效原理,将设计荷载的车道荷载还原为等效的多辆重车荷载,进行准设计状态分析;基于动载试验荷载效率研究单辆车作用下各片主梁冲击系数的变化规律,对比分析不同因素对冲击系数的影响规律;最后提出基于动载试验荷载效率的轻荷载冲击系数修正方法。结果表明:现行规范取值的冲击系数偏不安全,但在桥面状况良好和低速行驶时安全性较高;冲击系数随动载试验荷载效率增大而减小,通过轻荷载所得的冲击系数直接与规范值对比没有实际意义;轻荷载的冲击系数经过修正后可还原为准设计状态下冲击系数。研究结论可为中小跨径桥梁设计提供参考,同时为桥梁动载试验的评价方法提供依据。

拱坝非线性全过程分析与混合线型优化

非线性全过程分析方法与程序除了能提供在基本荷载作用下坝体的应力位移等性态外，还能显示出在超载下坝体开裂、裂缝扩展、压碎直至破坏的演变过程，为评定坝身结构的安全储备能力提供依据。这项成果应用于拉西瓦和小湾拱坝上，不论原设计方案或者优化方案所得的开裂破坏的演变进程以及预测的超载系数均合理可信，整个成果使拱梁分载法的研究与应用提高到一个新水平。

芜湖长江大桥设计与关键技术研究

芜湖长江大桥是国内首次采用板桁结构建造的一座公、铁两用桥梁。铁路桥全长为１０５２１ｍ，公路桥全长为５６８１ｍ。正桥主航道采用主跨３１２ｍ、低塔、斜拉索加劲的连续钢桁梁结构，主桁为Ｎ型桁架，公路路面采用预制混凝土桥面板。副航道为主跨１４４ｍ的连续钢桁梁，主桁为无竖杆三角形桁架。本桥设计中采用了一系列新材料、新结构和新工艺。针对本桥设计和荷载、刚度、焊接及板桁结构等关键技术问题的研究论证作了简要介绍。

新型钢管混凝土中柱劲性环梁式节点的设计方法初探

提出了一种新型钢管混凝土中柱劲性环梁节点的新概念 ,讨论了该节点的传力机理和内力分配方法 。

复杂箱形梁初级优化设计的一种方法

为了在复杂箱形梁的结构优化设计计算中有效地减少结构重分析的次数，本文提出了一种对复杂箱形梁进行分解分析的近似结构分析方法，并给出载荷分配系数的概念，在微型机上进行复杂箱形梁的结构优化设计，得到了满意的结果，为精确的结构优化设计提供了可靠、较优的初始点。

不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆-拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆-拉杆模型的差异。结果表明:压杆-拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱-组合压杆的组合体系演化。在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋。

ZMC-1.5Q纸浆模塑生产线承载梁的优化设计

介绍了ZMC-1.5Q纸浆模塑包装容器生产线的结构、工作原理。采用极大—极小值法对生产线的关键部件承载梁进行了优化设计,确定了合理的承载梁的支点位置、截面形状及尺寸,使承载梁工作时变形量严格控制在允许范围内,产品湿坯成型时厚度均匀,提高了热压上下模具的对位精度及物料转移的效率与成品率。

钢筋砼连续叠合梁受弯性能及设计方法研究

通过 6根二次受力连续叠合梁和 1根一次受力叠合梁及 1根整浇梁的试验 ,研究二次受力叠合梁受力性能及内力重分布规律 ,并根据试验结果提出设计方法。

基于欧洲规范的装配式T梁结构计算分析

为促进我国桥梁建设企业熟悉欧洲规范,对在国外推广应用装配式T梁桥(常采用欧洲规范设计)提供指导,阐述欧洲规范桥梁结构设计中的材料强度指标、作用效应组合,结合某装配式T梁桥的上部结构设计实例,介绍基于欧洲规范进行承载能力和正常使用极限状态设计验算内容。分析表明:采用欧洲规范计算分析装配式T梁时,需根据规范确定各项材料的强度指标、车辆荷载模型以及作用效应组合各分项系数;欧洲规范中结构整体和局部分析采用的荷载一般包含双轴集中力系统和均布荷载,荷载取值中已计入冲击效应;在承载能力验算中,主要进行抗弯和抗剪强度验算;在正常使用极限状态设计验算中,除需进行挠度和裂缝验算外,还应对混凝土及钢筋应力进行验算。