上海某黄浦江越江大桥桥墩基坑支护监测与数值模拟对比分析

目前绝大部分基坑支护设计采用二维软件进行整体计算,同时采用三维有限元软件进行重点部位分析。基于上海某黄浦江越江大桥桥墩的基坑支护监测数据,通过大型三维有限元软件ADINA,对支护结构常见的基坑周围土体沉降、围护结构边界水平位移、钢支撑轴力数据进行对比分析,结果表明:基坑周边1/3D范围、角点处、斜撑、长边中心位置围护桩为安全风险点,应加强防控措施,软件模拟结果趋势与实际趋势基本一致,可作为基坑支护选型、施工管理等的参考。

装配式空心钢管混凝土支撑技术研究及应用

在“双碳”战略背景下提出一种新型装配式空心钢管混凝土支撑。为了研究其受力性能并将其应用于地下车站深基坑工程中,设计并加工2个足尺寸空心钢管混凝土支撑试件,完成轴压加载试验,2个支撑试件最后均发生了混凝土压碎破坏,同时得到试件承载力指标。采用ABAQUS有限元软件建立空心钢管混凝土支撑的数值模型,开展考虑材料非线性和几何非线性的有限元分析,所得数值分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。试验和有限元结果充分表明所提出的新型装配式空心钢管混凝土支撑满足常规工程设计要求,已成功应用于“汤马区间”2号风井工程,并与现浇钢筋混凝土支撑和装配式钢管支撑进行比较分析,结果表明该新型支撑可以显著降低碳排放量和经济成本。

斜拉桥塔梁固结区预应力布索方式对比分析

针对斜拉桥塔梁固结区受力复杂的问题,首先通过有限元模拟分析结构的应力云图,对塔梁固结区提出基于拉压杆模型的设计计算方法。其次以某斜拉桥为背景,分别对不同工况下塔梁固结区的横梁底板、顶板和腹板进行有限元分析,最后在分析张拉横向预应力束对塔梁固结处横梁应力影响的基础上,进一步探究依据拉压杆模型调整预应力布索方式对塔梁固结区应力状态的优化效果。结果表明,依据拉压杆模型调整预应力束线形,可以在满足预应力储备的条件下,降低塔梁固结区顶部、底部和腹板的局部拉应力,尤其是底部的拉应力。

飞机主起落架支柱结构静强度校核

飞机主起落架支柱结构中主承力零件包括外筒、活塞杆和上、下扭力臂等,静强度校核是对其承载能力和结构安全性进行考核的关键环节。首先通过载荷分析获取各零件所受外载,然后采用10节点四面体单元对各零件进行有限元建模和计算,结果证明外筒、活塞杆和上、下扭力臂在给定载荷工况S_(LD)下满足静强度要求。传载路线清晰,计算方法可靠,能有效保证飞机主起落架支柱结构的安全。

花瓶墩空间受力分析及配筋设计研究

为了研究花瓶墩的空间受力特性,依托某大跨现浇连续桥梁,对其下部花瓶墩建立了线性实体有限元模型,分析了花瓶墩横向力在不同应力途径下的分布规律。同时,对花瓶墩横向配筋设计和裂缝分布进行了研究,基于材料非线性建立了钢筋混凝土开裂模型,横向配筋由线性实体模型中计算的拉杆力得出,非线性模型计算结果表明配筋能够满足规范要求,采用规范拉压杆模型配筋时过于保守,因此建议对空间异型花瓶墩采用有限元法计算配筋。花瓶墩裂缝分布主要集中在墩顶中间混凝土开槽位置处,建议对该部分增设构造钢筋,研究结果可供相关工程参考。

有孔道混凝土局部承压拉压杆模型的受力机理研究

目前,钢筋混凝土局部承压承载力的计算以经验公式居多,且多以无孔道的情况为主,这表明有孔道局部承压的受力机理研究尚显不足。由此,文章将以拉压杆模型相关理论体系为指导,通过渐进性结构拓扑优化软件与三维非线性有限元分析,对有孔道局部承压问题进行受力机理(分为传力机理和破坏机理)研究。结果表明:有孔道局部承压符合空间桁架传力机理;其破坏始于局压劈裂区的开裂,终止于承压板下陷的崩溃。

各向异性黏土中的深基坑开挖单撑失效数值模拟研究

近年来,随着基坑建设深度需求的不断增大,多道支撑式支护体系的使用大幅增长,而结构局部连接失效导致内支撑体系渐进失效破坏的案例时有发生。针对该工程问题,以往的研究通常将土体理想化,忽略了土体力学特性存在各向异性的特征,导致计算结果存在一定的偏差。本文基于天津某地铁车站基坑项目,采用NGI-ADP土体本构模型考虑土体的各向异性,建立三维有限元模型模拟不同初始位置单撑失效(OSF),通过荷载转移率和荷载增加率这两个指标,量化单撑失效后基坑支撑系统的受力变化。分析结果表明:土体的各向异性对支撑轴力的影响不容忽视;同一道支撑的不同初始位置单支撑失效后,基坑支撑的轴力响应是相似的;单撑失效后,在失效支撑附近荷载传递存在就近现象,主要在竖直方向上传递大幅荷载。

新型空间结构形式——张弦梁结构

张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组成的新型结构 ,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件的受力性能的自平衡体系 ,具有受力合理、制造施工简单和运输方便等优点 。

有隔板常压圆柱形容器的结构分析与设计

有隔板的圆柱形容器在实际生活中应用广泛 ,但《钢制焊接常压容器》JB T 473 5— 1997标准里没有这类结构 ,并且此结构的隔板不能用类比壁板的方法设计。文中结合某型水罐的设计 ,对有隔板容器的结构型式与各型式的特点进行分析 ,提出一种新型的筋板、加强圈、撑杆相结合的加强结构 ,此结构能显著提高结构的整体刚度 ,并且结构易于制造。

波峰数目对Z型覆膜支架生物力学性能影响

目的分析Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能,尤其对径向支撑性能及柔顺性影响,为Z型覆膜支架设计以及临床选择提供理论支持。方法通过有限元方法,建立4种不同波峰数目(5、8、10、12)的Z型覆膜支架有限元模型,分别施加径向位移载荷和绕z轴40°转动变量以完成压握和弯折的模拟,并提取支架应力、径向支撑力、覆膜应变、横截面变形程度及弯矩作为评价参数。结果相比波峰数目较多的覆膜支架,压握过程中5波峰覆膜支架具有最大的径向力,提供良好的径向支性能;5波峰覆膜支架在弯折模拟中产生了68 N·mm的最小力矩及67.5%的最小弯折横截面变形程度,并且在弯曲过程中覆膜的拉伸应变较小。结论 Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能的影响显著。波峰数目相对较少的Z型覆膜支架在径向支撑性能及弯曲力矩、横截面形变程度等柔顺性评价方面表现出优势,有利于覆膜支架在血管内的固定贴合,对减少血栓和内漏等并发症具有积极意义。研究结果可以指导Z型覆膜支架优化设计及手术最优选择。

钢框架-砌体填充墙结构三支杆模型有限元分析

分析钢框架结构体系1∶2双层单跨钢框架-填充墙模型的抗震试验结果,对比该试件实体建模的有限元分析结果,提出可用于模拟钢框架和填充墙共同抗侧力机制的框架-墙体三支杆简化力学模型,并按照该受力模型进行有限元建模和水平荷载作用下的结构位移、刚度及内力分析.计算结果表明,与钢框架-填充墙原始模型实体建模的计算结果相比,钢框架-填充墙三支杆模型计算结果与试验结果更加吻合,验证了这一简化计算方法的合理性和实用性.

钢框架砌体围护体系试验研究及有限元分析

通过 1∶ 2空腔砌块复合墙体钢框架模型在低周往复荷载作用下的抗侧力试验 ,运用三支杆模型对填充墙进行等效替换 ,结合有限元分析软件 ANSYS的静力分析和非线性分析功能 ,研究其滞回特性、刚度、应力分布及内力分布等 ,得到这一新型抗侧力体系的简化计算模型。

体外预应力桥梁锚固结构的受力性能与配筋研究

通过两座不同截面类型的体外预应力桥梁锚固结构的空间应力分析,获得了其应力分布特点,指出了其薄弱环节。探讨了角钢、锚垫板、体外预应力钢管对锚固结构受力性能的影响。根据力流传递形式结合拉压杆模型方法,建立了锚固结构拉压杆配筋计算模型,提出了配筋建议。分析表明:在锚固结构与梁交接部位设置角钢,能有效地降低该位置混凝土的应力集中;按弹性材料分析得到的锚固结构附近区域混凝土的各应力值均不同程度地超出设计强度的若干倍,但考虑材料的非线性,考虑角钢、锚垫板、体外预应力钢管、钢筋网以及分布钢筋的作用,锚固结构混凝土的局部应力大为降低,满足规范限值要求。

基坑支护支撑温度应力的有限元分析

在采用有限元方法模拟基坑开挖过程中支护结构与土的相互作用的基础上,提出将温度场耦合到应力场中来分析基坑支护支撑温度效应。结合工程实例,采用修正剑桥弹塑性模型并考虑开挖过程模拟支撑温度效应,分析了不同施工阶段的温度变化对支撑温度应力的影响,指出支撑的温度应力应按照各种工况的最不利组合进行设计。得出在温度变化较大时,应将温度效应作为一种工况予以考虑等结论。

薄壁花瓶墩的拉力计算实用方法

采用ansys有限元分析方法和应力迹线相结合的方法对薄壁花瓶墩建立"拉-压杆模型",提出了适用于薄壁花瓶墩的拉力计算实用公式,并探讨了影响薄壁花瓶墩"拉-压杆模型"中拉杆的抗力的相关因素,为薄壁花瓶墩设计和验算提供了有效而简便的计算方法.

基于压杆失稳的张拉整体结构极限承载力

张拉整体结构是连续的拉索和不连续的压杆所构成的自应力平衡体系,由一系列张力索和受压杆件组成,具有较少的赘余单元,是极其高效的结构形式.张拉整体结构的压杆是"张力海洋中的孤岛",显然,压杆是不可或缺的组成部分,起着十分重要的作用.压杆的失稳将导致结构的失效.本文根据非线性有限元理论研究讨论基于压杆失稳的张拉整体结构极限承载能力.文中结合平面尺寸为2m×2m的平板型张拉整体结构的模型试验,进行了理论计算与试验结果分析比较,为张拉整体结构应用于实际工程提供一定理论依据.

输电塔线体系的索杆混合有限元法

采用一种直线单元的非线性有限元法 ,建立了增量形式的索杆混合体系的静、动力平衡方程 ,并用Newton Raphson法求解了增量静力平衡方程 ,用Newmark β法直接积分了增量动力平衡方程 .以此为基础 ,分析了江阴的50

半刚接钢框架-内填RC剪力墙结构试件设计与分析

基于已有的SRCW结构体系的研究成果,选择半刚性连接钢框架(柱弱轴)-RC剪力墙结构作为研究对象.结合相关结构设计规范,选择试件原结构方案.进行原结构设计时首先考虑竖向荷载组合对纯钢框架进行初步设计,进行地震作用组合下的验算时,剪力墙部分采取"等效板带"进行代换处理,利用有限元程序加以弹性分析,确保设计的合理性.进一步利用结构相似性原理,将原结构底部2层通过1/3缩放得到试验试件.

PE-ECC短梁抗剪性能研究

设计制作了一根高强混凝土短梁和两根PE-ECC短梁,完成了其抗剪性能试验,通过应用拉-压杆方法、有限元方法及规范方法对其进行了抗剪承载力计算.结果表明:三根短梁均发生了剪切破坏,但剪切破坏形态并不相同,高强混凝土短梁发生剪压破坏,PE-ECC短梁发生弯剪破坏;与高强混凝土短梁相比,PE-ECC短梁的初裂荷载和极限荷载均有较大幅度提高,显示了较好的剪切延性;拉-压杆方法及有限元方法计算的抗剪承载力数值与实测值吻合良好,而规范方法计算值偏小,过于保守.

预弯柱体减振器静态特性的尺寸效应

利用有限元方法分析了预弯柱体减振器的结构尺寸变化对其静态力学性能的影响,建立了预弯柱体减振器的力-位移曲线上平台起始力与结构尺寸之间的联系方程。分别分析了肋斜角、肋宽和肋高对预弯柱体减振器静态压缩变形时力-位移曲线的平台起始位移、平台起始力和平台宽度的影响。根据平台起始力的变化情况,研究了预弯柱体减振器的平台起始力与结构尺寸之间的关系;通过引入肋宽移位因子和肋斜角移位因子,建立了描述平台起始力随肋高与肋宽比变化的主曲线,并用二次方程对主曲线进行表征。对不同肋高和肋宽下平台起始力随肋斜角变化进行了计算和分析。分析和计算结果的对比,表明所建立的主曲线方程能准确地确定不同结构尺寸下预弯柱体减振器的平台起始力。