高层结构塑性铰分布在不同荷载模式下的求解

目前,关于pushover水平荷载模式的研究成果已经有了很多。然而,已有的研究存在如下几个局限性:1.仅选取结构能力曲线和目标位移(顶端、层间)作为结构的性态指标;2.选取的结构模型多为中低层结构。为了考察pushover方法在高层结构的应用,选取了2个高层钢筋混凝土框架剪力墙结构,以结构的塑性铰分布为性态指标,分别进行不同荷载模式下pushover分析计算,给出了各荷载模式的优劣顺序。

冷轧带肋钢筋混凝土连续板塑性内力重分布的试验研究

通过６块连续板的试验，探讨了冷轧带肋钢筋砼连续板的塑性内力重分布特性，并在此基础上提出了建议的冷轧带肋钢筋砼连续板的弯矩调幅限值．

基于图形散斑相关法(DIC)的结构钢塑性应变分布研究

韧性断裂作为结构钢的一种重要破坏形式,近年来吸引了许多学者对其进行研究。为研究结构韧性断裂的本构关系,首先从塑性全量理论出发,基于四个假定引入了修正外形曲线的材料系数,详细推导了钢材主应力面上塑性应变分布的数学模型;然后,基于图形散斑相关法(DIC)拟合标定了Q235及Q345结构钢的修正外形曲线的材料系数。通过研究,给出了一种精确的计算结构钢大塑性变形主应力上应变分布的方法,以期为今后研究和预防钢结构韧性断裂提供参考。

S30408标准椭圆形封头冷冲压塑性变形分布预测

鉴于封头最大塑性变形不能全面反映冷冲压残余影响,有必要对封头塑性变形的整体分布规律展开研究。针对不同规格封头的冷冲压过程进行数值仿真,运用统计学方法,拟合出塑性变形分布规律的预测公式。通过开展封头冷冲压成形试验,发现数值模拟和预测公式得出的封头厚度变化和经向塑性应变均能较好地与试验数据相吻合,从而验证了预测公式的有效性。研究表明:封头等效塑性应变沿轴向的分布规律可用2段开口相反、平滑过渡的抛物线来描述;封头厚度变化沿轴向的分布规律可用2段斜率不同的直线来表示。建立的封头塑性变形预测方法简洁可靠,可满足工程实际的预测需求。

基于塑性区分布的深部巷道支护技术研究

应用弹塑性理论对深部不同侧压系数(λ)时圆形巷道围岩塑性区分布进行了研究,分析了巷道围岩塑性区分布的影响因素,研究表明:λ=1时,巷道围岩塑性区为圆形;λ≠1时,巷道围岩塑性区为椭圆形;塑性区范围与外载荷、侧压系数、岩石黏聚力及内摩擦角相关;λ>1时巷道支护应以控制顶底板为主,λ<1时巷道支护应以控制两帮为主。根据巷道围岩塑性区分布,研究了巷道锚杆、锚索长度设计参数,并进行了现场工业性试验,试验表明以控制深部巷道围岩塑性区的锚网支护技术能保证巷道稳定。

塑性内力重分布的原理分析

采用弹性理论法计算是假定结构为理想的匀质弹性体,该方法只在构件处于低应力状态时才较为符合,当截面应力增加后仍按弹性理论分析内力,就不能反映结构的实际情况,这是弊一。按弹性理论方法计算连续梁的内力时,考虑了可变荷载的各种最不利布置,但各跨中和各支座截面的最大内力实际上不可能同时出现,整个结构存在着强度储备,这是弊二。按弹性理论方法计算,支座弯矩一般大于跨中弯矩,所以支座配筋拥挤不便施工,这是弊三。针对弹性理论计算方法存在的问题,除了重要构件以及气密性结构不允许出现塑性铰,应按弹性理论方法计算外,结构可以采用塑性理论进行计算。这样,可以挖掘结构潜在的承载力,节省材料和改善支座的配筋情况。

非等压圆形隧道开挖塑性区分布研究

围岩会随隧道开挖发生变形及塑性区发展,了解隧道变形及塑性区分布对隧道建设起到至关重要的作用。以某圆形隧道为对象,利用FLAC3D软件进行建模分析,研究非等压(不同侧压力系数)圆形隧道开挖后塑性区的分布规律,对模拟结果进行分析并发现:不同侧压力系数条件下,有无支护的隧道塑性区有所不同;侧压力系数由0.4到1.0,塑性区形状由蝴蝶形逐渐发展为圆形状;随侧压力系数增大,拱顶与仰拱塑性区半径增大,拱腰塑性区半径反而减小;经支护后,除拱腰塑性区外均满足安全要求,应加强拱腰支护降低施工风险。

附着式升降脚手架导座微塑性区分布变化分析

为分析导座材料微塑性区域的分布情况,首先,对导座施加变应力并测试导座塑性变形过程中应变值,采用数据拟合方法获得塑性变形过程中应力变形情况;然后,结合P-S-N曲线与应力-应变曲线,分析微塑性区域与应力、应变之间的关系,并通过数据分析和仿真获得微塑性区分布模型。结果表明,微塑性区域分布的增加与应力、应变的增加具有一定非线性关系,也与微塑性区域扩展源的扩展区域有关,扩展区域累积至一定程度会导致零件的宏观损伤。研究结果可为附着式升降脚手架的设计提供理论指导。

钢管混凝土组合框架弹塑性层间位移计算方法

基于位移的抗震设计方法是结构基于性能化抗震设计的重要方法之一,它可直观反映结构的具体性能目标。在基于位移的抗震设计中如何确定框架的层间位移与构件变形之间的关系至关重要。本文用典型框架节来等效该层框架,将框架层间位移转化为框架节的侧移,通过引入塑性变形分布因子λp的概念,建立了λp与位移延性系数μδ、强柱系数ηc之间的关系,即λp-μδ-ηc关系,得出框架节的侧移分布规则,从而求解钢管混凝土框架的弹塑性层间位移,为该类结构基于位移的抗震设计中位移的计算提供了参考。

非静水压力条件下巷道围岩偏应力场分布特征与围岩破坏规律

通过理论分析对受三向应力非静水压力条件下的巷道围岩偏应力场与应变能密度分布规律进行了深入研究,以此来探究巷道围岩破坏规律,巷道塑性区数值模拟结果与现场工程实例验证了理论结果的正确性。研究结果表明:①非静水压力条件下,不同的主导型应力场中,巷道围岩偏应力场分布规律差异较为明显。σ_(x)主导型应力场中,巷道顶底板偏应力大于两帮;σ_(y)主导型应力场中,巷道顶底板与两帮偏应力大小差别不大;σ_(z)主导型应力场中,巷道两帮处的偏应力大于顶底板。主导应力值的变化会引起巷道围岩偏应力分布数值上的变化,不引起偏应力分布形态的改变。②等p、等q时,在σ_(x)与σ_(y)主导型应力场中,巷道顶底板应变能密度大于两帮,而在σ_(z)主导型应力场中,巷道两帮应变能密度大于顶底板。等p、不等q情况下,3种主导型应力场中,巷道顶底板与两帮应变能密度均随偏应力比M的增大而增大;等q、不等p情况下,巷道顶底板与两帮应变能密度均随偏应力比M的减小而增大。③三向应力状态下,巷道围岩应变能密度分布规律可以反映塑性区形态。M<1时,任意主导型应力场中,巷道围岩应变能密度呈椭圆形分布,M>1时,巷道围岩应变能密度呈“8”字形或“X”形分布。处于σ_(x)主导型应力场中的巷道需注重巷道顶底板的支护;对于σ_(y)主导型应力场,巷道在围岩条件较差时,应注重全断面支护;对于σ_(z)主导型应力场,需注意围岩塑性区出现“X”形扩展。④回坡底1021巷围岩偏应力场与应变能密度均呈倾斜的“8”字形分布,工程现场与巷道围岩偏应力场及应变能密度分布规律相互验证。基于理论分析结果,对回坡底1021巷提出非对称性支护技术,现场应用效果良好。

纯框架结构现浇单向板楼盖按塑性理论计算的设计方法

对框架结构现浇单向板的计算提出一种更为合理的计算简图，其考虑了框架边梁对单向板的弯曲转动的有限约束作用，按塑性内力重分布理论对纯框架现浇单向板楼盖进行了全过程的分析和计算，得出了相应的弯矩系数，并给出了板有关的配筋构造和建议。

联肢墙的弹塑性分析

用数学方法分析联肢墙横梁中的弹塑性剪力集度的分布情况,进而分析横梁自身具有的延性系数对塑性内力重分布的影响.

高层框架静力弹塑性分析

本文对静力弹塑性分析(push-over)方法的基本原理进行了总结,利用PKPM软件对一高层结构进行了弹塑性分析,得出了塑性铰分布和能力曲线。

深部煤层开采软-硬-软互层组合底板应力分布与破坏特征模拟研究

以恒源煤矿Ⅱ633工作面为工程地质背景,运用FLAC3D5.0建立三维计算模型,对软-硬-软互层特定沉积结构底板在深部开采条件下的应力、位移以及底板塑性区变化进行研究。结果表明:在工作面推进过程中,煤层底板经历了集中应力压缩-底板隆起卸压-顶板垮落再压缩的反复破坏,应力变化曲线呈类"M"形,应力集中系数最大为1.74,采空区顶板垮落后,底板应力逐渐恢复到原岩应力的0.75～0.8倍左右;位移变化曲线呈"锯齿"状分布,最大向下位移量为-6.5 cm左右,最大底鼓量为+16.4 cm,工作面推进长度越长,底鼓跨距越大;工作面底板塑性区发育深度最大为12 m,发育范围逐渐扩大,且对比经验公式计算结果可得模拟结果的正确性与可靠性。

刀柱采空区上行开采应力分布规律数值模拟

针对大同矿区刀柱采空区安全上行开采问题,运用UDEC数值模拟软件研究了刀柱采空区形成时和上行长壁开采过程中采场应力分布特征以及刀柱煤柱的塑性区分布规律。研究表明:下煤层刀柱开采引起刀柱煤柱应力集中;上行开采引起刀柱煤柱应力分布的进一步演化,根据各刀柱煤柱受采动应力的影响将其分为应力降低区、应力升高区和应力稳定区;主关键层初次破断时,超前位于上行工作面下方的刀柱煤柱应力峰值及塑性区分布范围达到最大。晋华宫矿刀柱采空区上行开采底板位移观测情况验证了研究成果的可靠性。

热力耦合作用下圆形水工隧洞围岩弹塑性解析解

为研究圆形水工隧洞围岩弹塑性区受力特点,基于Mogi-Coulomb强度准则和弹塑性理论,考虑温度和衬砌结构的影响,推导热力耦合作用下水工隧洞围岩应力、洞壁位移和围岩塑性区半径的解析解。依托新疆某高地温水工隧洞工程进行计算分析,对中间主应力系数、温度、混凝土强度、衬砌厚度和围岩应力分布及塑性区半径间的关系展开参数分析。结果表明:温度变化产生的拉应力会使衬砌结构对围岩支反力减小,围岩塑性区半径和洞壁位移有所增大,隧洞岩体稳定性变差;中间主应力系数b对岩体强度影响较大,b=0.5时围岩塑性区半径明显小于不考虑中间主应力时的塑性区半径;提高混凝土强度和增加衬砌厚度在初始阶段都能明显限制围岩塑性区发展,虽后续效果都不佳,但增大衬砌厚度更能限制围岩塑性区发展。

框架结构考虑塑性区长度的静力全过程分析

本文采用三维杆系力学分析模型对钢结构框架进行分析,避免了传统的有限元方法要对构件大量划分网格进行计算而导致的计算自由度巨大,计算耗时的缺点。对于杆件单元,本文采用了一种变刚度的杆单元模型,建立了考虑塑性铰分布长度影响的构件单元刚度矩阵。在此基础上对经典的算例模型进行了静力全过程分析。

钢框架结构二阶弹塑性变形的一种实用分析模型

为精确反映钢框架结构中塑性发展、分布和塑性铰的产生顺序 ,反映构件的P -δ效应、整体P -Δ效应和初始缺陷等 ,提出了改进的Comp -P单元[6 ] ,从而能很好地描述结构在各种荷载作用下的变形情况。该单元使用方便 ,用 1单元 构件划分方式 。

用塑性理论计算现浇单向板应注意的几个问题

对现浇单向板楼盖按塑性理论计算应注意的几个问题提出了看法，特别是考虑了框架边梁对 单向板的弯曲转动的有限约束作用．得出了相应的弯矩系数，并给出了与板有关的配筋构造和建议。

热轧方矩管连续梁塑性承载力研究

为研究热轧方矩管连续梁在荷载作用下的塑性承载力,采用有限元软件ABAQUS建立考虑几何初始缺陷和残余应力的有限元模型。基于已有的试验数据,验证了建立的有限元模型的正确性,分析钢材的强度等级、截面高宽比、板件宽厚比、集中荷载作用位置对连续梁塑性承载力的影响。将有限元结果与连续强度法、欧洲规范EN 1993-1-1的计算结果进行对比。结果表明:对于欧洲规范中的Ⅱ类截面,塑性设计建议允许适用。与现有设计方法对比,连续强度法是一种更为有效的设计方法,能够很好地考虑塑性重分布。最后,基于大量的数值研究,提出了适合连续梁塑性设计的截面相对宽厚比的建议值。