供需动态平衡下资源环境承载力评价理论模型与方法

资源环境承载力是认知区域人地系统发展潜能、评估自然生态系统服务功能的重要判据。在系统梳理资源环境承载力相关研究的基础上,重新认知资源环境承载力:1)资源环境承载力是某一时空尺度下资源环境供给侧与区域发展需求侧的数理关系的弹性阈值,可表征为一个状态方程;2)资源利用上线、环境质量底线、生态保护红线等约束条件是资源环境承载力综合评价模型的关键主控要素;3)识别主控要素、建立供需清单、明确供需网络是资源环境承载力综合评价模型应用需要解决的关键环节;4)现代地学技术、系统结构模型化技术、地理探测器、系统动力学等技术方法的快速发展,为模型的实践应用提供了重要的技术支撑。在此基础上,构建基于供需动态平衡理念的资源环境承载力综合评价模型,并应用该模型对岷江上游典型流域进行实证研究,测算并动态评估了该流域土地资源承载力的弹性阈值及承载状态。基于供需动态平衡理念的资源环境承载力综合评价的理论和方法研究,可为区域资源环境承载力提供新的测算工具。

滑移效应对组合梁弹性受弯承载力的影响分析

在钢与混凝土组合梁中,钢梁和混凝土板之间由于剪力连接件产生变形,导致混凝土板和钢梁的变形不协调,从而产生相对滑移.滑移的产生将导致组合梁的刚度减小,挠度增大,降低弹性抗弯承载力,现有的换算截面法没有考虑这一不利影响.文中运用解析法对钢-混凝土组合梁在对称荷载作用下的滑移公式进行了推导与试验验证.结果表明,公式的计算值与试验值吻合较好,同时研究了滑移效应对弹性受弯承载力的影响,研究表明,滑移效应对弹性受弯承载力有一定的影响.当组合特征值α≥0.003时就可以忽略其对弹性受弯承载力的影响.

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁弹性受弯承载力计算

以冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁为研究对象,对组合梁进行了理论分析,建立了考虑滑移效应的弹性抗弯强度计算公式,并计算了8根简支冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁弹性抗弯承载力.将理论计算值与相关文献中的试验结果进行对比,结果表明:考虑滑移效应的弹性弯矩计算值与试验值吻合较好,滑移效应对组合梁弹性抗弯承载力降低的影响不能忽略.

桁架结构弹塑性屈曲承载力计算方法

针对桁架结构稳定承载力问题,本文提出了一种弹塑性屈曲承载力计算方法。在考虑荷载分布形式、结构形式、节点连接以及材料非线性的影响下,确定桁架结构的最不利杆件,并基于最不利杆件的弹塑性屈曲承载力计算结构的弹塑性屈曲承载力。应用该方法对单杆桁架模型和简单桁架进行弹塑性屈曲承载力分析,并与有限元软件ABAQUS分析的屈曲承载力进行对比。所估算的屈曲承载力与有限元模拟特征值屈曲分析和riks分析模拟的屈曲承载力较为接近。进而验证了本文所提出的桁架结构弹塑性屈曲承载力计算方法,即通过参考杆件屈曲承载力估算桁架结构屈曲承载力下限值的方法,是可行与可靠的。

钢闸门面板弹塑性极限承载力计算

钢闸门的面板在进入弹塑性阶段后 ,仍有很大的强度储备 .根据板壳理论及结构塑性极限分析定理 ,分别推求出了钢闸门面板的弹性极限承载力及塑性极限承载力 ,从而给出了钢闸门面板设计公式中的弹塑性调整系数的理论值 。

滑移对部分充填式钢箱-砼组合梁承载力的影响

为了分析滑移对受负弯矩作用的部分充填式钢箱-混凝土组合梁弹性抗弯承载力的影响,建立在反向两点对称加载工况下的组合梁微段模型,并推导滑移微分方程,在此基础上得出滑移和滑移应变解析解.根据截面应变分布,进一步推导出组合梁考虑滑移效应的弹性抗弯承载力计算公式.对3根反向两点对称加载的组合梁进行试验,对公式的准确性进行验证,试验得出的结果与公式计算值之间拟合良好.结果表明:考虑滑移的不利影响后,组合梁的弹性抗弯承载力下降明显.

外包花纹钢-混凝土组合梁弹性受弯性能

文章提出了一种外包花纹钢-混凝土压型钢板组合梁,为研究其滑移影响下的弹性受弯性能,进行了6根足尺外包钢-混凝土简支组合梁的静力加载试验。对试件的荷载-滑移曲线和荷载-挠度曲线进行分析,探讨了抗滑移连接度对组合梁变形发展规律的影响;并根据是否考虑滑移效应分别推导出相应的弹性承载力计算公式。研究结果表明:随着抗滑移连接度的降低,试件的抗弯承载力和延性均随之降低;当不考虑滑移效应影响时,弹性承载力试验值与理论值比值的均值为0.92,计算结果偏于不安全;考虑滑移效应影响后,试验值与理论值比值的均值为1.02,计算结果偏于安全,且与试验结果吻合度较高。

钢筋沥青隔震层弹性极限状态方程研究

基于钢筋沥青隔震层的基本构造和工作原理,将钢筋沥青隔震层在地震作用下的竖向受力钢筋简化为上端有水平力作用下的理想轴心压杆模型,依据钢筋平面内稳定推导出钢筋沥青隔震层的弹性临界承载力与弹性极限位移公式,从而得到隔震层减震系数公式。通过单质点钢筋隔震层模型、钢筋沥青隔震层模型振动台试验验证,结果表明理论和试验符合较好。根据减震系数应用弹性临界承载力与弹性极限位移公式,能得到钢筋沥青隔震层的所有设计参数,可供设计参考和使用。

六种加劲形式钢板剪力墙弹性屈曲有限元研究

针对一种新型的抗侧力形式——加劲钢板剪力墙,对6种不同加劲形式的钢板剪力墙进行ANSYS有限元参数分析,着重分析不同参数条件下弹性屈曲承载力的差异。通过有限元参数分析表明:非对称交叉加劲形式可以有效提高加劲效果,具有较高的弹性屈曲承载力,而十字加劲形式与交叉加劲形式加劲效果相似。比较结果为钢板剪力墙加劲形式的对比分析提供依据,研究结论可以为加劲钢板剪力墙在实践应用中提供参考。

预应力锚索浆体胶结段承载能力的评定

本文根据非线性有限元计算成果及实验结果总结出预应力锚索浆体胶结段的受力特征、破坏机理。在此基础上,根据弹性理论,推导出一个弹性状态下的受力计算公式;给出一个能够反映胶结段破坏机理的承载近似计算公式,并说明采用此公式计算单孔锚固吨位时可获得安全系数的取值范围。

薄壁型钢-混凝土组合梁弹性强度的理论计算

文章针对普通的钢-混凝土组合梁存在混凝土和型钢之间滑移大、竖向掀起大、横向稳定性差等问题,从而提出了薄壁型钢-混凝土组合梁。为研究其弹性受弯承载力,采用应力积分法和换算截面法分别建立了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力。根据试验结果,验证了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力计算公式。

不同壁厚钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同壁厚钢管混凝土短柱轴压力学性能,制作了10组不同壁厚的钢管混凝土短柱试件进行轴压性能对比试验.试验结果表明,钢管混凝土轴压短柱壁厚效应的本质是核心混凝土的围压效应.在弹性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱弹性极限承载力增加,试件弹性极限承载力与钢管壁厚呈线性关系.在塑性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱塑性变形模型增加,钢管混凝土短柱塑性变形模量与钢管壁厚呈线性关系,试件呈现理想塑性状态时的钢管壁厚约为5 mm.通过对几种典型轴压承载力计算公式进行试验验证,得出欧洲和日本标准能够较好预测不同壁厚钢管混凝土短柱试件的弹性极限承载力.

方钢管混凝土柱与H型钢梁外环板刚接节点性能研究

通过对国标图集中方钢管混凝土柱与H型钢梁外环板刚接节点模型以及3组相应衍生模型的有限元计算分析,研究了外环板刚接节点在静力荷载下的受力性能以及影响节点刚接性能的各项因素.分析结果表明:现有标准节点偏于保守,外环板外伸宽度可减小约25%;增加外环板外伸宽度和增加外环板厚度均能提高节点弹性极限承载力,后者更加经济有效;随着钢柱壁厚的增加,柱角内侧环板应力增加,外侧环板应力减小,高应力区域向柱角内侧偏移,节点弹性极限承载力随板厚增加而提高,但增幅较小.有限元分析和近似试验结果比较表明,两者吻合良好,有限元分析能较好地模拟试验过程.

轴心受压蜂窝构件腹板局部稳定设计方法

目的对轴心受压蜂窝构件腹板局部稳定设计方法进行分析,以解决蜂窝构件因扩高后腹板高厚比加大出现的腹板局部失稳问题.方法以试验为模拟基础,用特征值屈曲分析方法对蜂窝构件腹板的局部稳定问题进行模拟分析,分析不同开孔率对蜂窝构件弹性屈曲荷载的影响.结果蜂窝构件会发生单波失稳和多波失稳的屈曲模态,两种失稳模态下蜂窝构件的弹性屈曲荷载相近,并且蜂窝构件的弹性屈曲荷载随着横向开孔率的增大而减小,变化浮动为2%～3%;随着竖向开孔率的增大而增大,变化浮动为50%～60%.结论推导出蜂窝构件腹板的弹性屈曲荷载计算公式及高厚比限值,可运用开六边形孔的蜂窝构件腹板局部稳定设计方法分析.

三排管非均质冻结壁弹塑性分析

为了分析深厚冲积层三排管冻结壁的力学特性,根据冻土弹性模量E、黏聚力c与冻结温度之间的函数关系以及三排管冻结壁的梯形-抛物弓等效温度场模型,将冻结壁视为材料性质沿着径向呈分段函数变化规律的厚壁圆筒,推导出了三排管非均质冻结壁的弹性区与塑性区应力的解析表达式,并给出了冻结壁承载力与塑性区相对半径之间的关系。根据淮南某矿区冻土的力学参数,利用提出的三排管非均质冻结壁计算方法对该矿区进风井冻结壁进行了力学特性分析,计算结果表明:三排管非均质冻结壁的径向应力随着相对半径r的增大而增加,而环向应力在冻结区间Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ呈现不同的变化规律。对比分析三排管均质与非均质冻结壁的承载力计算结果可知,利用均质冻结壁计算方法得出的弹性极限承载力计算结果偏大,因此基于该结果的冻结壁设计方法存在一定的风险性,而非均质冻结壁的计算结果更加符合冻结壁实际的受力情况。研究成果可为深厚冲积层多排管冻结壁的设计提供一定的理论参考。

轴心受压四边简支开孔薄板局部稳定问题的有限元分析

目的为验证已有试验结果的正确性,对轴心受压四边简支开孔薄板进行有限元分析.方法以试验为模拟基础,用特征值屈曲分析方法对蜂窝构件腹板的局部稳定问题进行模拟分析,通过对单向均匀受压开孔薄板的局部稳定性进行研究,分析了不同开孔率对开孔薄板弹性屈曲荷载的影响.结果开孔板会发生单波失稳和多波失稳的屈曲模态,两种失稳模态下板的弹性屈曲荷载相近,可用单孔薄板代替多孔薄板进行分析.并且开孔板的弹性屈曲荷载随着得到横向开孔率的增大而减小,变化浮动为14%～26%;随着竖向开孔率的增大而增大,变化浮动为8%～21%.结论模拟结果和试验结果吻合较好,推导出的开孔板的弹性屈曲荷载公式,可运用于六边形开孔情况的蜂窝构件的腹板局部稳定分析计算.

普钢结构门式刚架厂房设计中几个疑难问题探析

普钢结构门式刚架厂房设计没有专门的规范,同时国家规范标准中对其内容有要求的有门刚规范、钢标、抗规、荷载规范等,各规范之间既有联系又有不同,造成了设计者在执行规范标准中的困惑。针对设计中影响含钢量较大的问题,主要涉及围护结构设计不同规范标准选用、实腹屋面梁挠度限值、实腹屋面梁高厚比限值、屋面梁梁柱连接及梁梁拼接等疑难问题进行了分析,并给出了解决问题的办法。特别是新钢标的实施与抗规的版本升级,对普钢结构门式刚架厂房不同构件的设计具有较大影响,不对规范精神进行深入分析与了解,会严重影响构件设计及含钢量。通过理论分析与规范标准条文理解密切结合,分析了经常困扰设计者的这些问题,对设计者有较强的指导作用。

外包式钢柱脚的设计方法

钢柱脚是钢结构中的重要节点,其作用为将柱下端的剪力、轴力以及弯矩(刚接柱脚)传递给基础,使钢柱与基础有效地连接在一起,进而保证上部结构能够承受各种外力作用。抗震设计时,在有地下室的高层民用建筑中常采用外包式钢柱脚。与外露式钢柱脚不同的是,外包式钢柱脚的柱脚弯矩是由外包层混凝土和钢柱脚共同承担,且该节点用于抗震设防7~9度地区时,除应按地震组合内力进行弹性设计验算外,还应进行极限承载力验算。本文结合一工程实例,具体说明外包式钢柱脚节点的受压、受弯、受剪承载力计算及相关构造要求。

采用性能化设计方法的单层厂房刚架设计

通过工程实践,详细介绍采用性能化设计方法,即按"低延性、高弹性承载力"的抗震设计思路,对带大吨位吊车的单层厂房进行刚架设计,提出设计过程中需要注意的一些问题。分析表明:采用性能化设计方法能够很好地解决板件宽厚比限值过严的问题,较大地降低耗钢量。

考虑材料拉压模量不同及应变软化的厚壁圆筒解析解

基于三剪应力统一强度理论和弹脆塑性模型,同时考虑材料拉压模量不同及应变软化、中间主应力效应,推导了单层厚壁圆筒均匀内压与塑性软化区半径的关系、双层厚壁圆筒均匀内压作用下的弹脆塑性极限承载力,分析了参数b、c、半径比r_(b)/r_(a)、材料的拉压模量系数λ对双层组合厚壁圆筒的影响特性。通过算例分析表明:双层组合厚壁圆筒弹性极限承载力P_(emax)随b的增大而增大,随c的增大而减小,随材料的拉压模量系数λ增大而减小;对理想弹塑性材料,脆塑性极限承载力P_(u1)随b的增大而增大,随c的增大而减小,随半径比r_(b)/r_(a)的增大而增大,与材料的拉压模量系数λ无关;对其它材料,脆塑性极限承载力P_(u3)随b的增大而增大,随c的增大而减小,随材料的拉压模量系数λ增大而减小。三剪应力统一强度理论解包含了Mohr-Coulomb解及双剪统一强度理论解,还能得到一系列化的新解,对单层和双层组合厚壁圆筒的设计及应用具有参考价值。