基于等效斜压杆机理RC框架变梁中节点参数分析

在已有试验研究的基础上,重点分析变梁中节点的破坏特点,结合该类非常规节点左右梁高不等的特性,提出决定变梁中节点破坏模式的等效斜压杆机理:节点区剪力由等效斜压杆机构承担,核心区混凝土达到极限抗压强度是等效斜压杆机构失效的标志。基于等效斜压杆机理,分析大小梁高差变化、混凝土强度等级等因素对变梁中节点抗剪性能的影响。结果表明:大小梁高差是影响变梁中节点受力性能的一个决定性因素,大小梁高差与柱验算截面高度比值为0.9时,变梁中节点抗剪强度达到最大,当大小梁高差大于一倍柱验算截面高度后建议按中间层边节点进行分析;提高混凝土强度等级可以有效提高变梁中节点抗剪强度,但当混凝土强度超过50MPa后该类非常规节点抗剪强度增加有限。

基于变梁异型节点子结构的钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能分析

基于OpenSees建立1榀两跨三层框架结构数值模型并以有限元模拟验证建模合理性,分析了异型节点梁高比、柱截面尺寸、轴压比的改变对钢管混凝土柱-不等高钢梁框架结构抗震性能的影响。结果表明,提高节点梁高比或柱截面尺寸均可同时提高框架和节点承载力,但节点自身延性略有下降,而轴压比越大,框架和节点承载力降幅越明显,刚度退化严重,延性大幅降低。

一种新型变梁截面异型节点抗震性能研究

为进一步优化变梁截面异型节点的抗震性能,设计制作了一个新型变梁截面异型节点,即PVA-ECC柱-钢筋混凝土梁异型节点,同时制作了一个普通钢筋混凝土变梁截面异型节点作对比,进行了拟静力试验。对比分析了二个试件在水平低周往复荷载作用下的承载能力、滞回曲线、刚度退化、耗能性能以及裂缝发展情况与破坏模式。试验结果表明:在相同配筋下,PVA-ECC柱-钢筋混凝土梁异型节点发生梁端塑性铰破坏,而普通变梁截面异型节点发生柱端塑性铰破坏。在全柱身使用PVA-ECC材料,可以在一定程度上提高变梁截面异型节点的承载力、延性、耗能能力,改善变梁截面异型节点的刚度退化现象,有效提高变梁截面异型节点的抗震性能。

钢筋混凝土框架变梁异型节点的有限元分析

运用通用有限元分析软件ANSYS,对变梁异型节点在梁端施加正反对称荷载作用时,节点区内混凝土的裂缝发展和破坏形态进行分析,由分析结果可以看出,节点区内裂缝发展都经历初裂、通裂、极限和破坏四个阶段,且随着梁高差的不断加大,变梁异型节点以小核芯区剪切破坏为主。

幂函数形式连续变截面梁振动的弯曲固有频率分析

为给变截面变幅杆弯曲振动提供设计依据,该文使用微分方程解析法求解变截面梁固有频率。首先,建立变截面梁模型,其中截面面积和惯性矩均按幂次函数变化。得到变截面梁自由振动时挠度的解析表达式,并获得不同边界条件下梁弯曲振动的固有频率方程。其中惯性矩所对应幂指数与截面面积的幂指数的差值为4时,可得自振频率方程的精确形式;而幂指数差值不等于4时,给出近似解法。其次,对4种具体的变截面梁求解不同边界下的自振频率,并与瑞利-里兹法所得的自振频率解比较。验证精确解法结果的正确性,并发现近似解法结果的相对偏差在5%以内。该解析方法较瑞利-里兹法具有能快速求解的特点,且易于分析截面参数对梁固有频率的影响。由算例可得,边界和其他参数不变时,梁的同阶次无量纲自振频率随着幂次指数的增加而增加。几何参数中仅截面形状参数改变时,随着形状参数的增加,梁的同阶次无量纲自振频率随之减小,但固定-自由梁的第1阶自振频率除外。

带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖参数化建模方法研究

本文以某项目带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖为例,分别阐述了Revit软件和Grasshopper插件创建双曲变截面梁的建模机理,并借助工程案例,验证了Grasshopper程序进行快速建模的可行性。结果表明,通过Grasshopper程序拾取三维线型模型进行分段,并以输入角点坐标的形式创建2种截面形状尺寸后,将梁截面曲线分别垂直放置于分段后的3组线段上,利用放样命令和布尔差集命令能够快速、批量地生成异形钢结构屋盖模型,大幅提升建模效率,节约了大量的模型修改时间,具备较高的实用性。

无合龙段变高度连续钢箱梁桥顶推施工关键技术研究

以某实际工程为背景,介绍了适用于大跨变高度连续钢箱梁桥在跨中不具备设置临时墩条件下的顶推施工方法以及结构内力、线形控制技术。针对主梁梁高变化大和梁底曲线的结构特点,通过主梁立面姿态旋转的方法降低顶推抄垫高度,并采用步履机顶设置转动球冠和调整楔形块的方式适应梁底曲线与顶推设备的贴合需求。针对顶推施工过程中主梁端部挠度过大、合龙口相对高差明显、悬臂根部负弯矩显著增大的问题,基于无应力状态法思想,研究采用了两侧对顶加临时扣索辅助合龙的工艺,优化了结构成桥内力状态,降低线形控制风险;并对顶推过程中钢箱梁底板局部稳定、纵向倾覆稳定性等问题进行了计算分析,提出了相应控制措施。

基于选区激光熔化技术的空心变截面梁点阵建模与性能研究

针对点阵结构受力不均、材料分布不合理和功能性单一等问题,设计了一种空心变截面梁点阵。该点阵主要由空心变截面梁和无冠空心球体组成,优化了节点连接方式,改善了材料分布,相比于传统体心立方点阵更具优势。完成了空心变截面梁点阵结构几何分析,基于点阵的几何数据模型和铁木辛柯梁理论推导了点阵结构参数与相对密度和力学性能之间的函数关系。设计了单胞边长10 mm空心变截面梁点阵,在同一相对密度、不同曲率半径的变截面梁点阵进行了准静态压缩仿真模拟,采用选区激光熔化技术制备了变截面梁点阵,进行了形貌分析和准静态压缩试验。结果表明:压缩仿真结果与实验结果趋势吻合,空心变截面梁点阵相比于传统体心立方点阵性能更优,外轮廓曲率半径为4 mm时力学性能最优,相比于普通点阵承载能力提高43%;变截面梁外轮廓及内孔光洁度较高,扫描提取模型与原模型相比偏差在0.25 mm以内。

变高连续钢箱梁对接接头全熔透焊接工艺试验

为提高变高连续钢箱梁对接焊的焊接质量,在工程现场开展了不同板厚的钢板对接焊试验。结果表明:焊接材料和焊道数量对于不同厚度的钢板焊接质量的影响有显著差别;对于12 mm+12 mm板厚对接接头,采用G49A3C1S6和T492T1-1C1A-U焊接材料的焊接质量相差不大,前者的断后伸长率和接头拉伸性能更高,后者的焊缝强度和低温冲击性能更好;对于16 mm+16 mm板厚对接接头,采用G49A3C1S6和T492T1-1C1A-U焊接材料的焊接质量明显优于采用G49A3C1S6+H10Mn2(SJ101)的焊接质量,相对而言,选用T492T1-1C1A-U的焊接质量更优,且焊道最好在4道左右;对于25 mm+25 mm板厚对接接头,推荐采用G49A3C1S6焊接材料,而且焊道数量适当增加,但大于9道之后,影响不是很大,故焊道宜选择9道。

中等跨径变高度连续梁不同施工方案综合分析

中等跨径变高连续梁常用的施工方案有满堂支架现浇法及挂篮悬臂浇筑法等。设计时,需结合现场的施工条件、工期、经济指标等因素,采用合理的施工方案。施工方案的不同,也会影响结构尺寸及钢束的设置。现利用桥梁计算软件“桥梁博士”对同一桥梁在不同施工方案下的受力进行计算分析,并综合对比受力性能、工程造价和施工方案利弊。相关结论对类似桥梁建造工程有借鉴作用。

新型变截面导梁设计研究

导梁是桥梁顶推过程中增大顶推跨度、减小主梁悬臂长度的重要措施之一,以一座202m跨径的钢拱桥顶推导梁施工设计为例,详细分析了新型变截面导梁设计参数的选取、导梁截面的优化及导梁的整体模型与局部模型验算。经验算,在最不利工况下,导梁各杆件最大应力为263MPa,局部验算最大Mises应力为270MPa,均满足设计强度要求,各杆件刚度和稳定性均满足设计要求。在满足施工要求的前提下,最大限度降低导梁自重,节约成本,具有明显经济效益,可为同类施工提供参考经验。

变截面连续箱梁承载能力检验方法

文章以某变截面连续箱梁桥为例,通过动静载试验,模拟桥梁在设计荷载作用下,承载能力是否满足设计要求。试验结果表明:该桥在动静载试验作用下处于弹性工作状态,未表现出明显的塑性变形,试验桥跨结构刚度及整体受力性能满足原设计要求,整体承载力满足原设计荷载等级“城市-A级”标准,符合设计荷载要求。

变截面钢箱梁浮托拖拉施工工艺

本文就南京某项目钢箱梁施工进行研究,本项目桥跨组合均为变截面连续钢箱梁+预应力混凝土连续梁,跨径总长均为700.5m,其中变截面连续钢箱梁为60+100+60m。由于施工期间不断航且跨度较大,进行原位吊装及常规浮托法、拖拉法施工存在限制。因此,项目对浮托拖拉设计及优化、施工工效提升、质量控制进行深入研究,创新性提出浮托拖拉法施工工艺。

形状记忆合金变截面梁的相变力学行为分析

为掌握形状记忆合金变截面梁在弯曲变形过程中的相变力学行为,基于弯曲变形理论,结合形状记忆合金的本构关系,推导出形状记忆合金变截面梁的非线性控制方程,用分阶段分步骤方法分析变截面梁的相变过程,研究变截面梁的机械载荷、拉压不对称系数和变截面系数对中性轴位移、曲率和相边界的影响,并与有限元结果进行对比.结果表明:变截面系数对相边界和曲率的影响较大,其值越大,中性轴位移的最大值越小,各相边界位置越远离截面边缘;拉压不对称系数对中性轴位移最大值的影响比载荷和变截面系数更大,但对最大值出现的截面位置影响最小;拉压不对称系数对受压侧相边界比受拉侧的影响更大,拉压不对称系数越大,截面受压侧越易发生相变.

轨道交通变截面箱梁-U形梁组合连续梁桥受力特性分析

以1座变截面箱梁-U形梁组合连续梁桥为研究对象,采用通用有限元程序ABAQUS建立该桥的数值仿真分析模型,对其在不同工况下的受力特性进行分析,探究桥梁在各项荷载作用下的应力分布特征以及结构变形情况。结果表明:单项荷载作用下,U形梁腹板在承受正弯矩的区段上部内倾、下部外倾,而在承受负弯矩的区段,变形情况则相反;荷载组合作用下,中支点处U形梁与箱梁的连接导致局部刚度突变,使得该处的道床板呈现与悬臂板类似的受力状态。

基于视觉检测的智能桥梁检查车设计与分析

针对公路变截面梁的特点,提出了一种基于视觉检测的智能检查车。该智能检查车由车体平台和视觉检测平台组成,既能无人智能快速检测,又能人工定点维修,有效地提高了桥梁养护效率及检查工作的安全性。介绍了车体平台的具体结构设计和视觉检测平台的具体组成,并对智能检测和人工检查做了对比试验分析,结果表明智能检测比人工检查具有更好的病害检测完整性和更高的检测效率。

线性变截面梁弹性与塑性变形分析

变截面梁的弹塑性受力和变形特性在工程构件的设计中具有广泛的应用前景。本文以线性变截面简支梁为研究对象,采用实验方法,分析了线性变截面梁的弹塑性的加卸载过程。研究结果表明:变截面简支梁的三点弯曲力-变形曲线加载过程可分为弹性、屈服段;卸载曲线平行于弹性加载段,跨中残余位移为最大位移的44.1%;基于DIC的应变测量结果表明,各阶段水平位移等值线为曲线,表明该变截面梁的三点弯曲变形不满足平截面假设。本文的研究可为变截面梁的工程应用和教学提供参考。

变截面多稳态梁结构减振吸能分析与优化设计

基于多稳态梁结构具有吸能且可重复使用的特点,本文研究包含变截面多稳态梁的单胞结构及其周期性排布的减振吸能效应及其优化设计方法。对多稳态结构进行考虑几何非线性的位移加载/卸载有限元仿真,根据其载荷-位移曲线分析多稳态结构的减振吸能原理,并研究串联与并联周期性排布形式对结构整体吸能特性的影响规律。研究基于多参数调控的变截面梁结构形状表征方法,根据多稳态结构储能特点建立变截面多稳态单胞结构的结构优化模型,通过求解优化问题获得总质量不变条件下最优变截面梁结构形状。进一步地通过对优化结果的有限元分析验证优化的有效性,并对结构进行瞬态冲击荷载下动响应分析,证明多稳态结构的冲击保护作用。

横纵向位移激励下变长度梁的动力学分析

关于变长度梁的研究,主要集中在横向自由振动及稳定性分析,有关水平及竖直两个输入方向的抗震研究却不够充分,常用的抗震设计方法没有充分考虑结构时变性对振动产生的影响。以实际工程中的变长度操作杆为算例,运用广义Hamilton原理建立横纵向地震激励下变长度梁的动力学方程,运用假设模态法与修正后的Galerkin法进行空间离散求解,通过数值仿真方法求解不同轴向运动下变长度梁在简谐波与地震波作用下的振动响应。根据计算结果,讨论了不同轴向运动所引发的梁长变化对变长度梁的振动影响规律。对比相同长度范围内变长度梁与固定梁在地震激励下的末端最大位移,前者在收缩时的结果大于后者。说明了在对变长度梁等时变结构进行抗震分析时,考虑结构时变性影响的必要性。该建模计算方法可为类似结构的抗震分析与设计提供参考。

混凝土受拉边倾斜变截面梁受剪承载力数值分析

为研究混凝土受拉边倾斜变截面梁在集中荷载下的抗剪性能,首先,根据目前主流混凝土等截面梁受剪承载力模型,归纳了中国建筑科学研究院有限公司和Gulsan的试验中变截面梁临界斜裂缝的特点;其次,为克服有限元程序在模拟裂缝上的不足,建立了受拉边倾斜变截面梁的预设斜裂缝有限元模型,并对变截面梁的受剪破坏过程进行了模拟分析;然后,通过分析在极限荷载时临界截面上的应力状态规律,提出了受剪承载力模型假定,采用临界截面上的受压区混凝土剪压破坏准则,建立了受剪承载力计算方法;最后,收集了国内外40根变截面梁受剪试验数据,与本文方法、我国规范方法、Gulsan方法的预测值进行了统计分析.结果表明本文方法的计算精度更高,可为工程实践和规范修订提供参考.