角钢塔连接螺栓考虑预紧力的拉剪计算方法研究

角钢塔普通螺栓施工过程中规定了其施工紧固扭矩的下限值,但在抗剪设计时没有考虑施工紧固扭矩所产生的预紧力对其抗剪承载力的影响,计算表明目前的紧固扭矩值会使得设计偏于不安全。结合钢结构基本原理推导了输电塔普通受剪螺栓在预紧力作用下的抗剪剩余承载力比的计算方法,并结合精细化数值模拟论证了预紧力对普通螺栓抗剪承载力的影响。研究表明,预紧力越大,螺栓的抗剪承载力削弱越明显,近似呈二次抛物线关系;最终依据预紧力和抗剪承载力之间的关系,推荐了输电塔普通抗剪螺栓的紧固扭矩值,为工程设计提供了设计依据。

自密实混凝土浇筑成型方向对新老混凝土界面黏结抗剪强度的影响

针对自密实混凝土加固既有混凝土结构时存在不同方位的黏结界面,为研究其对新老混凝土界面剪切强度的影响,设计具有不同混凝土浇筑成型方向的Z型黏结试件进行直剪试验,探究自密实混凝土浇筑成型方向、混凝土强度和界面处理方式等对黏结试件破坏形式和抗剪强度的影响,并探讨不同浇筑成型方向影响下新老混凝土黏结界面抗剪强度计算方法。研究结果表明:混凝土浇筑成型方向对界面抗剪强度影响显著,新混凝土从老混凝土顶面浇筑的效果最好,侧面浇筑次之,底面浇筑最差,差值最大多达到顶面浇筑试件抗剪强度的50%。一定范围内增大新混凝土强度能有效提高黏结界面抗剪强度,底面浇筑时效果尤为明显;当新老混凝土强度相差较大时,继续提高新混凝土强度作用不大。基于本试验结果,建议新老混凝土强度差宜控制在2个标号以内。界面处理方式对其抗剪强度的影响依赖于新老混凝土强度和新混凝土浇筑成型方向。本试验中,II类界面对于强度相同的新老混凝土界面抗剪强度影响不大,但能提高不同强度的新老混凝土界面抗剪强度,尤其是底面浇筑和侧面浇筑的界面。

斜刃剪板机剪切力的研究

设计液压斜剪,面对的第一个问题就是剪切力的计算。这里介绍一种简单而且有效的计算方法。

蜂窝梁-焊接环式箍筋柱节点抗剪受力性能

通过4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点,以及2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验,研究焊接环式箍筋柱与焊接蜂窝梁连接节点的破坏特征和抗震性能.在此基础上,对焊接环式箍筋柱节点的抗剪受力性能进行分析,考虑混凝土、焊接环式箍筋、不同连接形式的约束作用及轴力等因素的影响,最终得出4组试件抗剪承载能力的计算公式.结果表明,理论与试验结果之间存在一定的误差,但是整体而言仍然具有参考价值,可为工程设计提供实际依据.

多参数对三体摩擦界面剪切膨胀过程的影响

运用离散元法构建了一个双平行板剪切模型模拟无限剪切运动,重点研究颗粒体系受剪切时的膨胀现象。通过控制载荷、速度、颗粒间摩擦因数、颗粒层数、颗粒粒径等变量进行模拟,得到三体摩擦界面的剪切膨胀个数和剪切膨胀持续时间随输入变量改变的变化情况,进而分析参数变化对剪切膨胀过程的影响。结果表明:输入变量数值的变化会改变颗粒间力链形态,进而影响三体界面剪切膨胀;在0.64m N^2.56m N之间,剪切膨胀个数的增长是由于剪切膨胀持续时间或者整体运动阶段所占时间比降低带来的;剪切膨胀持续时间主要受颗粒间接触网络阻力的影响;剪切膨胀个数随载荷、摩擦因数、颗粒直径的增大呈现出先增多后减少的现象,随着速度、颗粒层数的增大而增多;剪切膨胀持续时间随着摩擦因数、颗粒直径的增大而增加,随着载荷、颗粒层数的增大而减小,但几乎不受速度变化的影响。

塑性阶段联肢墙墙肢基底内力变化规律及其简化计算方法

联肢墙进入塑性阶段后墙肢会出现明显的内力重分布现象,分析并计算墙肢内力是实现合理设计及高效评估的前提。目前,塑性阶段墙肢内力通常采用复杂费时的有限元模拟获得,缺乏实用的简化计算方法。文中首先基于OpenSees平台分析了联肢墙墙肢基底内力的变化特点和规律;在此基础上,利用分析得到的附加轴力系数在塑性阶段稳定变化的特性和附加轴力与基底剪力呈三折线形式变化的规律,提出了墙肢基底附加轴力简化计算方法;然后,通过考虑附加轴力对墙肢刚度的影响,按照各墙肢刚度比例关系分配内力,给出了塑性内力重分布后墙肢剪力和弯矩的简化计算方法;最后,通过与算例数值模拟结果的对比,验证了文中简化计算方法的有效性与合理性。

联肢剪力墙墙肢附加轴力计算方法及其影响分析

为解决目前计算墙肢附加轴力需要复杂的数值模拟或繁琐的解析求解的问题,并量化附加轴力对联肢墙承载力的影响,选取合适的坐标系,基于连续连杆法建立了以附加轴力为未知函数的微分方程,推导了三种不同形式水平荷载作用下新的墙肢附加轴力解析公式,给出附加轴力简便实用的计算方法,并与现有方法和数值模拟计算结果进行对比;利用本文方法分析了影响附加轴力大小的主要因素;采用联肢墙受弯和受剪强度指标,分析了附加轴力对联肢墙承载力的影响。研究结果表明:利用本文方法只要已知联肢墙几何尺寸和水平荷载形式,即可快速准确地得到联肢墙墙肢的附加轴力,与现有方法相比,本文方法更加简便;同一个联肢墙在不同形式水平荷载作用下,其附加轴力的大小受总倾覆力矩的影响比基底剪力更明显;附加轴力虽然会降低联肢墙受剪承载力和两片墙肢总受弯承载力,但随着附加轴力的增加,联肢墙整体受弯承载力近似呈线性增加。

扭摆法测定界面剪切粘度中的若干问题

本文从动态力学原理出发,给出扭摆法测定界面剪切粘度计算公式的推导,以证明某些文献中所引公式的可能错误。此外,推荐一种基液阻尼因子的计算方法和扭摆体系转动惯量和扭力常数的测定方法。

基于换算剪力的变截面箱梁弯曲剪应力计算方法

为了简化变截面箱梁剪应力计算方法,运用梁段微分关系和微元体平衡微分方程建立了变截面箱梁剪应力的传统计算方法.在分析各项剪应力横向分布模式之间相似性的基础上,提出截面换算剪力的概念,并引入剪应力分项系数,建立了变截面箱梁剪应力的简化计算方法.变截面悬臂箱梁算例分析表明:简化计算方法得到的剪应力与传统计算方法结果和有限元解吻合程度良好,进而验证了简化计算方法的正确性;弯矩剪应力分量对总剪应力有一定的削弱作用,轴力剪应力分量对其有一定的增大作用;弯矩剪应力分项系数沿纵向逐渐减小,且其在总分项系数中占比较大,轴力分项系数沿纵向逐渐增大,且其占比甚小.因此,在计算变截面箱梁剪应力时主要考虑剪力和弯矩的影响.

单侧开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件剪力计算方法研究

薄钢板剪力墙开洞后,拉力场不再沿水平边缘构件全长分布,作为水平边缘构件的框架梁,其受力不同于普通纯框架梁和未开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件。分析了单侧开洞薄钢板剪力墙的受力特征,在未开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件剪力计算方法的基础上,提出了单侧开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件的剪力计算方法。水平边缘构件的剪力计算式与有限元计算结果吻合较好,验证了算式的有效性。

利用剪力分配法求解等高排架的探讨

讨论了在混凝土结构设计中利用剪力分配法求解等高排架时的不同计算步骤,将既有作用于柱顶水平集中力又有任意荷载情况下的求解方法进行了分步计算,得出了分步计算方法更便于理解,且不宜出错的结论。

复铰式100%低地板车辆结构强度分析方法研究

针对复铰式100%低地板车辆强度校核复杂,设计反馈周期长的问题,首先提出了模块分离和接口力的概念,根据车体模块、铰接件、转向架受力的特点,建立了车体在给定工况下的平衡方程,计算得到车体各模块之间以及车体与转向架之间的接口力数值。基于该方法计算了车钩压缩工况下拖车模块的结构强度;从模型处理与计算规模、计算结果和计算效率三个方面,将单模块计算法与整车有限元计算法进行了对比。结果表明,单模块法大大简化了有限元模型,且应力分布与数值几乎一致,由于计算规模仅为整车有限元法的1/5,在不影响计算精度的情况下,其计算效率有了极大的提高,该方法可很好地用于车辆结构的前期设计以及后期的强度校核。

界面构造对预制混凝土柱接缝抗剪性能的影响研究

开展了4个轴压比为0.4的预制混凝土柱接缝的抗剪试验,研究了界面构造(凿毛注浆、齿槽注浆、光面注浆、凿毛叠合)对接缝抗剪性能的影响.凿毛注浆和凿毛叠合界面的凹凸深度约6 mm;齿槽注浆界面的齿槽深度约20 mm;光面注浆界面的凹凸深度小于2 mm.试验结果表明:接缝试件均发生剪切破坏;试件的荷载-滑移曲线可分为弹性、滑移、极限和破坏四个阶段;叠合接缝的抗剪刚度为注浆接缝的6.02~6.76倍;各注浆接缝的抗剪刚度接近,相差不超过10.9%;叠合接缝的抗剪承载力为注浆接缝的1.38~1.85倍;齿槽注浆、凿毛注浆接缝的抗剪承载力分别比光面注浆接缝高33.5%和14.9%;提高界面粗糙度或设置齿槽可增强接缝的抗剪性能.基于试验结果和以往文献中的试验数据,分析了现有接缝抗剪承载力计算方法的适用性.发现现行规范中计算方法对凿毛叠合和齿槽注浆接缝的计算结果大多过于保守,对凿毛注浆和光面注浆接缝的部分计算结果偏于不安全.根据试验数据和对比结果,提出了考虑界面构造影响的预制混凝土柱接缝抗剪承载力计算方法.

桁架钢筋混凝土叠合板叠合面抗剪承载力试验研究

预制板桁架筋在叠合面抗剪承载力中的作用仍待明确。通过设计制作6个具有不同桁架筋高度和配筋率的桁架钢筋混凝土叠合板试件,开展了叠合面抗剪承载力试验研究,试验结果与不同地区规范的计算方法进行了比较。结果表明,主要破坏形式为叠合面滑移和大位移下的腹杆筋断裂,属于脆性破坏。腹杆钢筋对叠合面抗剪起着重要作用,计算时应只计入顺着外部剪切力方向的腹杆钢筋。现行规范针对叠合梁的算式高估了叠合面抗剪承载力,而基于国际混凝土联合会标准计算的结果和试验结果较为接近。

剪切力的实验研究及对剪切力计算方法的分析评述

针对平行刃剪切机冷剪不同材质的金属 ,在改变剪刃相对侧向间隙Δ /h0 (五种值 )以及有无压板的情况下 ,实测了剪切铅、铝、钢时的剪切力 ,并结合理论计算进行了分析比较 ;同时对现有各计算剪切力的公式进行了评述。

拱肋节间钢-混结合部接头剪力钉剪力计算方法

为准确且简便地计算拱肋节间钢-混结合部接头剪力钉剪力,以某特大跨度拱桥为背景进行研究。针对该桥拱肋E_(20)-E_(21)节间下弦杆的钢-混结合部接头(设前承压板),基于钢材与混凝土之间相对滑移的微分方程,考虑合适的边界条件,推导轴力从钢结构段传递给钢-混结合段时剪力钉剪力的理论求解方法,并进行数值模拟加以验证。结果表明:钢-混结合部接头中多排多列剪力钉的受力规律表现较大差异性,侧面剪力钉传递总剪力的70%;当不设承压板时,理论公式与有限元计算结果吻合较好,最大剪力分别为244 kN和234 kN;当设承压板时,剪力钉最大剪力出现位置远离承压板,有限元计算的最大剪力为51 kN,满足规范要求。

鱼腹式宽箱梁横梁计算方法研究

鱼腹式宽箱梁以其优美的结构外形广泛应用于城市高架桥,而作为重要受力构件的横梁受力较为复杂,传统的计算方法无法满足设计要求,空间有限元方法影响计算效率。为解决上述问题,结合几种鱼腹式宽箱梁实例,在有限元分析的基础上,对横梁位置的恒载剪力传递规律进行总结归纳,结果表明:不同截面形式鱼腹式箱梁断面各部位传递至横梁的剪力数值及所占比例大致相同,以此为基础提出满足设计要求的简化计算方法,对鱼腹式宽箱梁横梁设计提出参考意见。

弯曲变形梁的内力计算的另一种方法

对弯曲变形梁内力(剪力和弯矩)的两种计算方法,截面法和内力计算规则进行了综合分析,总结出了一种更简捷的计算方法:"比较法"。

多元反算法研究滑坡抗剪强度指标的线性区域及其工程分析

在分析滑坡灾害中,确定稳定系数及相关强度指标的取值是理论分析和数值计算成功的关键。本文利用极限平衡理论,根据边坡工程地质条件和结构面发育情况,假设相似的若干最危险滑动面,建立边坡滑坡体极限平衡方程,联立求解。同时,利用线性规划,得出某类边坡的边坡抗剪强度指标的变化范围,再结合经验和规范约束的C值和φ值范围,合理地在抗剪强度指标变化区域内,多次反算逼近,得出最精确的边坡抗剪强度指标,并对工程边坡的处理提出建议。

高层建筑地震作用时程分析法计算要点

根据规范规定给出时程法定义、分类、波形选择方法、调整系数计算公式;明确选波时用底部剪力值,计算调整系数时用各层间剪力值;总结了时程法与反应谱法之间的区别与联系,并以具体工程为例说明时程法作为反应谱法的一种补充计算以及对内力调整的过程。