板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算方法

对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法。但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影响。因此,本文首先通过推导给出仅有竖向荷载作用的板柱节点受冲切承载力计算公式和仅有不平衡弯矩作用的板柱节点受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的合理性。然后基于板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的试验结果,拟合得到板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算公式。最后对所提计算方法与不同规范计算方法进行对比,结果表明本文计算方法能够更加准确地预测板柱节点受冲切承载力。

采用“恒载零弯矩法”对大跨PC梁主梁配束的结果比较及方法优化

“恒载零弯矩法”是以恒载状态下的主梁弯矩为零作为目标的配束方法,在大跨PC梁桥的设计中有一定范围的应用。“恒载零弯矩”是一种目标状态,但没有具体的方法。现通过“恒载零弯矩法”与常规配束方法的对比,比较了两者的预应力钢束指标与应力、挠度等效应的区别,并在此基础上,通过分析腹板束、顶板束的力学特征,提出了优化“恒载零弯矩法”的配束方法。

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.

纵横向荷载作用下桩的工作性状研究

为了了解承受纵向荷载和横向荷载共同作用的桩的工作性能 ,通过一系列模型桩试验 ,分析了水平荷载对竖向承载桩的桩顶沉降变形的影响 ,以及竖向荷载对横向承载桩的桩顶水平位移和桩身弯矩的影响 .此外 ,运用三维有限元的方法 ,考虑了土体的非线性 (Drucker -Prager模型 )力学性能 ,以及在桩与土界面处设置接触面单元来考虑桩与土的滑移变形和开裂 ,对模型桩进行了模拟计算分析 .试验及模拟分析均表明 ,竖向荷载对水平承载桩的影响较小 ,而水平荷载对竖向承载桩的影响是显著的 .

无砟轨道弹性地基梁板模型

根据无砟轨道的结构和受力特点,采用弹性点支承梁模拟钢轨、板壳单元模拟无砟轨道各结构层,建立无砟轨道弹性地基梁板模型,进行无砟轨道各结构层的荷载弯矩计算,并与弹性地基叠合梁模型及弹性地基梁体模型进行对比。结果表明:弹性地基梁板模型更符合无砟轨道结构的受力特点,能够有效地反映承载层的空间弯曲变形;在该模型的钢轨上施加轮载可直接得到无砟轨道各承载层的纵、横向弯矩,既克服了弹性地基叠合梁模型忽略无砟轨道纵、横向变形协调条件,将纵、横向弯矩分开计算而造成的较大计算误差的缺点,也克服了弹性地基梁体模型层间约束强且计算繁琐的缺点。弹性地基梁板模型计算的结果与遂渝线实测结果基本吻合,验证了模型的合理性和有效性。

内压和面内弯矩作用下含局部减薄弯头塑性极限载荷的有限元分析

局部减薄是一种压力管道表面常见的体积型缺陷,它不仅会降低管道的承载能力,而且还可能引起管道破坏,导致严重的事故。采用数值分析方法,对内压和面内弯矩作用下含局部减薄弯头的极限载荷进行了研究,分析了载荷组合、缺陷形状、位置、尺寸对弯头极限承载能力的影响,讨论了导致弯头破坏的典型失效模式。计算结果为含缺陷弯头的安全评定提供了一定的理论依据。

仿蜻蜓膜翅有限元模型静力学分析

蜻蜓飞行能力高超,其膜翅具有超强抵御负载能力,为了理解和向生物系统学习进而进行技术创新,该文以蜻蜓膜翅为研究对象,以研究蜻蜓膜翅仿生模型的静力学特性为目标,采用ANSYS有限元模拟软件对蜻蜓膜翅有限元模型进行分析,在模型中采用二节点管单元Pipe20模拟翅脉,四节点壳单元Shell43模拟翅膜。对蜻蜓膜翅有限元模型进行结构静力学分析,考察了模型在均布载荷、弯矩、扭矩作用下的变形和应力、应变情况。结果显示,蜻蜓膜翅模型在均布载荷、弯矩、扭矩作用下只发生了整体变形,且变形较小,说明蜻蜓膜翅在主翅脉与支翅脉的交界处变形一致,具有优越的整体性能。通过仿蜻蜓膜翅结构模型的建立以及对蜻蜓膜翅结构和功能相关性的分析,为设计具有较好承载能力的薄膜材料提供了新的思路。

基于钢束优化配置的PC梁桥长期变形控制

针对大跨度预应力混凝土箱梁桥普遍出现的长期变形过大的问题,通过对预应力钢束配置进行优化,降低最大悬臂施工阶段的初始位移,进而减小过大的长期变形,达到挠度控制的目的.构建单位预应力的挠度矩阵,以挠度为控制目标,利用ANSYS进行钢束优化求解得到钢束最优配置.结果表明,优化设计后的挠度较恒载零弯矩法减小40%.利用ANSYS进行钢束优化设计的方法对预应力混凝土箱梁桥的长期变形控制具有良好的效果.

宽扁梁楼盖结构计算方法

借鉴ACI规范中板带分析方法 ,利用有限元法对竖向荷载作用下的宽扁梁楼盖进行了探讨 ,获得了梁在柱上板带中弯矩比例和柱上板带弯矩分配系数随梁宽、梁高、板厚、区格跨度及柱截面大小的变化规律 .通过分析弯矩分配系数随梁相对抗弯刚度因子的变化特征 ,发现柱上板带弯矩的分配不能像ACI规范中只考虑梁的相对抗弯刚度因子及两向跨度比两个参数 ,梁宽对于宽扁梁结构也是一个很重要的变量 .基于以上分析 。

大变形条件下单桩水平承载性状分析

针对大变形条件下承受水平荷载的单桩基础,采用沿深度线性增加并能较好的反映上部土体抵抗侧向变形能力的地基反力系数,及简化的土体弹塑性本构关系,推导出桩身变形和内力的计算公式,并用FORTRAN语言编制了计算程序。算例表明:桩的水平位移和弯矩随水平力和力矩的增加而非线性增大;桩身位移随距离地面的距离的增加而减小,距地面的距离超过10倍桩径时桩身响应极小,可忽略不计;桩顶约束是桩身响应沿桩身分布的重要影响因素;随着桩周土体力学性质的改善,桩的最大位移和最大弯矩均明显减小。计算值与现场实测值吻合度很高,且比已有解计算结果更优,所得解及程序是可靠的。

恒载作用下损伤梁的弯矩重分布研究

根据等效刚度原理定义损伤程度,对损伤采用损伤位置、损伤程度和损伤长度三个参数来描述,从材料力学平面弯曲理论出发,运用小变形的平面弯曲挠曲线近似微分方程,并引入损伤程度的定义,推导出恒载作用下两端固定损伤梁弯矩方程的隐含表达式。对恒载作用下两端固定损伤梁进行了各种损伤情况下弯矩重分布的对比分析,总结出了其弯矩重分布规律。本研究的目的是期望为桥梁的健康检测、损伤识别理论研究奠定基础。

大跨度PC梁式桥下挠机理分析及钢束配置

针对悬臂施工PC梁桥施工过程中恒载和预应力的弯矩叠加过程进行了分解和对比分析,揭示了悬臂施工PC梁式桥下挠机理,并总结恒载零弯矩法在挠度控制中的不足,据此提出新的钢束配置方法.研究结果表明:新的钢束配置方法采用"大悬臂多配束,小悬臂少配束"的钢束配置形式,能保证大部分节段预应力弯矩可以抵消恒载弯矩,又能达到优于恒载零弯矩法控制跨中挠度的目的;将该法分别应用于主跨70 m刚构桥和主跨168 m连续梁桥,较原设计方案跨中挠度均明显改善.

自行式桁架臂式工程起重机起升过程的动力学分析

目的为了精确地描述起重机在起升过程中产生的动载荷及起升加速度对动载荷的影响.方法采用动力学有限元法,针对起升机构的特点,提出并构建了非线性的起升机构运动单元,对臂架结构则采用标准节单元,对大型自行式桁架臂式工程起重机起升过程进行计算机仿真.结果在吊重离开地面时刻,绳内拉力及主臂内弯矩变为动应力,最大峰值一般发生在吊重起升后1～3s内.结论吊重起升加速度对起重机动载荷的影响较大,特别对主臂内的动弯矩的激励更加明显.

螺栓联接在偏心载荷下螺纹载荷分布规律研究

利用解析法探讨偏心荷载下螺纹联接螺纹副沿螺旋线的载荷分布规律。在本研究中,以弹性力学为基础,找出了弯矩作用下联接件的变形协调方程。运用数值法,求得方程的近似解,推导出了偏心载荷下螺纹载荷分布的计算公式。以M16X2螺纹联接为例,用MATLAB软件对螺纹载荷分布规律进行数值模拟,模拟结果与光弹实验研究结果相一致。

结构位移计算的新方法及其应用

通过积分运算,给出了仅用区段端点的弯矩、剪力、轴力表示的统一位移简便计算式代替图乘法或内力函数式分段积分,使求指定截面的位移简捷、方便;根据挠度、转角、弯矩的微分关系与弯矩、剪力、均布荷载微分关系相同的原理,提出了以弯矩为“荷载”,绘制结构位移图的实用方法;通过举例说明了位移简便计算式求指定截面位移、力法方程系数自由项的优越性以及“弯矩荷载法”在绘制结构位移图、位移影响线、结构最大动力位移图等方面的应用。

综合优化算法在矮塔斜拉桥中的应用

以三门江大桥为工程背景,建立零阶算法和一阶算法在矮塔斜拉桥索力优化中的计算模型,并选取了斜拉桥索力优化计算常用的方法——弯曲能量法、最小弯矩法,来分析矮塔斜拉桥恒载索力。在此基础上,提出了综合能量法和最小用索量方法来计算索力的方法,得出了几点对于类似桥梁索力优化分析的有益结论。在此过程中,对比了零阶算法和一阶算法在实际算例中的计算效率和计算规律。

大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制分析

目前国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝。本文对跨中下挠过大的主要原因进行了分析,介绍了施工控制中线形控制的方法,然后用恒载零弯矩理论给一座已建的95+160+ 95m连续刚构桥重新配置预应力束,并对原设计和恒载零弯矩配束从内力、位移、预应力筋用量三方面作一比较, 最后提出了控制跨中下挠过大的一些措施。

风力发电高塔系统阵风荷载因子法

给出了风力发电高塔系统阵风荷载因子法。与传统的阵风荷载因子法不同的是,因桨叶/塔体相互作用的存在,风力发电高塔系统阵风荷载因子包含两项共振分量。一般地,风力发电高塔系统包含桨叶和塔体两个子结构,每个子结构都可视为单自由度体系,二者耦合在一块构成两自由度体系。因桨叶和塔体自振频率可能相近,系统响应的共振分量包含了桨叶/塔体耦合系统前两阶振型的贡献。为获得风力发电高塔系统阵风荷载因子的准确值,给出了塔顶位移和基底弯矩阵风荷载因子数值解以及塔顶位移阵风荷载因子精确解。同时,针对桨叶不同转速给出了一系列考虑桨叶/塔体耦合的两自由度体系阵风荷载因子,并与不考虑桨叶/塔体耦合的单自由度体系阵风荷载因子比较,两者有一定的区别。

应用荷载效应法画结构内力图

依照不同荷载使结构产生不同效应提出一种快速绘制内力图的简便方法——荷载效应法,简述了其计算方法,并通过实例说明该方法不仅适用于静定单跨梁,还适用于画静定多跨梁,实践证明值得推广应用。

基于“恒载零弯矩法”大跨度PC连续刚构顶板配束方法探究

基于恒载零弯矩理论,大跨度连续刚构桥的顶板束有多种优化分析的方法,如悬臂梁根部零弯矩、控制阶段截面零弯矩、零挠度法。通过Midas/civil有限元软件建模对比分析,优选出"大悬臂大配束、小悬臂小配束"的配束思路,并通过结构力学基本知识给予验证。这种配束思路对于设计人员具有重要的参考价值。