刚度对缆索桥梁短索索力的影响

拉吊索是缆索桥梁的主要承重构件,索力是反映拉吊索和缆索桥梁整体受力状态的重要参数。目前在实际工程中缆索桥梁短索索力的准确评估仍是一个难题,且如何界定短索也未得到有效解决。针对实际工程中刚度对索力的影响及短索的确定等问题,以现行规范中大跨度桥梁平行钢丝拉索为对象,分析了索长、长细比和拉索特征参数ξ等对拉索刚度和索力的影响。根据实际工程情况,以拉索刚度影响系数5%为限,提出了短索的判断准则。分析了不同钢丝直径规格条件下,拉索刚度影响系数随拉索长细比和ξ的变化规律。结果表明:随着索长、长细比和ξ的逐步增大,拉索抗弯刚度对索力的影响均逐渐减小;当拉索两端铰接,且索长小于6.5 m时,刚度对索力的贡献大于5%;当拉索两端固结,且索长小于11 m时,刚度对索力的贡献大于5%;拉索刚度影响系数与钢丝直径无关,且不直接取决于拉索直径。根据短索的判断准则,给出了短索的索长、长细比与ξ等参数的取值范围,并建议将现行规范中大跨度桥梁平行钢丝拉索长度小于11 m时确定为“短索”,如果以长细比来进行判断,则长细比小于175时为短索,以ξ值判断时,ξ值小于23时为短索。对于实桥测试计算,为方便工程人员使用,建议以索长来判断短索。

基于多点位移控制的梁柱节点刚度对钢框架抗震性能的影响

利用ABAQUS有限元软件建立不同梁柱节点连接刚度的平面钢框架模型，采用SPRING2单元模拟梁柱连接，以不同弯矩-转角曲线作为节点约束条件，并通过添加位移约束方程实现多点位移控制加载。通过与两层两跨半刚性钢框架的实验结果进行模型验证，设定不同节点刚度影响系数α的值，建立一组不同节点刚度的六层两跨钢框架模型，对其进行了单向加栽及循环加载，对比分析了承载力、侧向刚度、延性、耗能能力、刚度退化等特性。结果表明：当α介于1／15～1／20时钢框架承载力及侧向刚度较高，且具有良好的延性及耗能能力。可为实际工程中节点设计提供参考。

考虑横向支撑刚度影响的组合截面压杆稳定承载力

在压杆中部设置横向支撑来减小其计算长度,可提高压杆稳定承载力并节约钢材。目前对此类构件的计算和试验研究较少,工程中现有的处理方法略显粗糙。因此,以三弯矩方程为基础,建立考虑横向支撑刚度和残余应力影响的方程来计算压杆承载力,并进行足尺寸构件试验(角钢规格为Q420,2L160 mm×14 mm,长细比λ=30～50)与计算结果对比,得到横向支撑与构件稳定承载力之间的关系。结果表明,考虑支撑刚度和残余应力的公式的计算值与试验值基本相符,略低于试验值;横向支撑可有效提高试件稳定承载力,但工程中现有计算方法未考虑长细比的影响,试件实际承载力与计算值偏差可达20%以上;建议的承载力公式为试验值和计算值的下限,可为此类构件设计作参考。

系泊刚度对半潜式平台涡激运动响应的影响研究

以四柱半潜式平台为研究对象,基于模型试验方法分析不同系泊刚度下的平台涡激运动(VIM)特征。由于涡激运动对系泊系统极限张力和疲劳寿命的重要贡献,因此重点研究系泊刚度对平台横向涡激响应的影响。结果显示:系泊系统刚度的变化对横向涡激运动的最大响应幅值影响较小,运动响应曲线随无量纲折合速度的分布趋势基本一致;但相同流速下平台具有完全不同的涡激运动响应特性,这表明若当前流速引起了平台大幅度的涡激运动,可通过调节系泊线预张力来改变系泊系统的刚度,使其固有频率避开平台旋涡脱落的频率范围,从而抑制平台的横向涡激运动;当平台受到来自不同方向的水流作用时,需采用不同的刚度调整策略。此外,文中还详细分析了平台在XY平面上的涡激运动轨迹、涡激锁定现象如共振和频率锁定、不同系泊刚度下涡激响应的谱。相关结论对实际平台作业具有重要的参考价值,为处于涡激共振状态下的平台运动抑制提供了一种新的思路。

隧道型钢拱架打孔对其刚度影响分析

在软弱围岩隧道施工中常采用型钢拱架进行支护,但当拱架间距小于1m时,施作超前小导管的外张角难以控制。为减小超前小导管外张角,现场施工中采用了型钢拱架腹板打孔的方法。文章通过建立拱架三维模型,计算了不同打孔范围、不同打孔密度情况下拱架的变形情况,研究了型钢拱架腹板打孔对拱架和支护体系的刚度影响。结合现场对比试验,根据初期支护变形、围岩压力和拱架内力的实测情况,提出打孔间距是影响拱架刚度的主要因素。在本工程条件下拱架腹板打孔的安全间距为40cm及以上,其对拱架刚度的削弱程度小于4%,对整个初期支护体系的刚度几乎没有影响。

双肢剪力墙耗能连梁刚度对整体抗侧刚度的影响及分析

文章基于结构力学理论推导并经拟合得到形式简洁的双肢剪力墙顶点位移通用公式,定义了耗能连梁在剪切作用下弯曲刚度、剪切刚度、整体刚度影响系数及双肢剪力墙结构抗侧刚度影响系数,且重点分析连梁刚度的削弱程度对结构整体抗侧刚度的影响。研究结果表明剪力墙结构抗侧刚度影响系数与剪力墙整体系数α、轴向变形影响系数T及连梁刚度影响系数γk有关,且与连梁刚度影响系数的关系受侧向荷载分布形式的影响很小;对常见双肢剪力墙结构,当其刚度削弱程度小于20%时,连梁刚度最多可允许降低40%。该分析为连梁截断式剪切型阻尼器设计参数的确定提供了依据。

关于“相频特性”与“刚度影响系数”的提法

1.关于“相频特性”对于有阻尼单自由度系统,在简谐激振力Q sin p_t作用下,其稳态响应相位角为ψ=tg^(-1)(2ζλ)/(1-λ~2) (1.1)其中λ=P/ω.,ζ=c/2mω..ω.为相应无阻尼系统的固有频率.由式(1.1)得到(?)与λ的关系,即所谓“相频特性”(图1).在一些教科书[1][2]等中。

共同作用中刚度变化对结构受力和变形的影响

通过典型的算例对上部结构、基础和地基三者各自的刚度变化对其它两者造成的影响来进行比较分析,得到一些可供工程实践参照的建议和结论。有助于加强工程设计中的安全性和经济性。

考虑初始荷载影响下梁动力特性的有限元分析

从非线性弹性理论出发,应用Hamilton原理,给出了考虑初始弯曲和轴向应力影响的一般形式的单元刚度矩阵,建立了考虑初始荷载影响时梁动力分析的有限元方程,编制了电算程序。通过与解析解结果的比较,验证了有限元公式。讨论了初始荷载的类型、大小及结构自身刚度(惯性矩、惯性半径、跨度)等因素在考虑初始弯曲应力影响时对不同约束情况下梁动力特性的影响。结果表明:荷载初始弯曲应力的存在提高了梁的自振频率,这种影响与荷载的大小及结构自身的刚度有关。

考虑恒载效应对梁静力反应影响的有限元分析

从非线性弹性理论出发,应用Hamilton原理,采用三次多项式作为位移函数给出了考虑恒载效应影响的一般形式的单元刚度矩阵,建立了考虑恒载效应影响时梁静力分析的有限元方法,为解决各种不同构造、荷载类型、刚度变化、边界条件下的实际结构考虑初始恒载影响提供了有效的工具。讨论了在分布和集中两种恒载类型条件下恒载大小、结构自身刚度(惯性矩、惯性半径、跨度)等因素对各类梁(简支梁、两端固支梁、悬臂梁)静力反应的影响,结果表明:梁自身的刚度会对恒载效应造成影响,结构越柔(约束越弱、或惯性矩越小、或跨度越大、或回转半径越小),这种影响越大。验证了初始恒载的存在减小了梁在活载作用下的静力反应,并且这种影响与恒载的大小及结构自身的刚度有关。

型钢腹板开孔对大跨隧道初期支护影响的研究

钢架支护的作用是加强喷射混凝土层的刚度和强度,是控制围岩变形与松弛、提高锚喷支护能力的有效措施,在隧道围岩条件较差地段、洞口段、浅埋段或地表沉降有严格控制地段,喷射混凝土内增设钢架,增加超前小导管等措施增强围岩的稳定性。由于规范要求超前支护外插角不宜过大,为确保超前支护正常施工,不可避免在钢架腹板开孔,现行公路隧道设计规范、施工规范并未明确是否可以在钢架腹板开孔。本文研究隧道常用型钢腹板开孔对钢架刚度、初支刚度的影响,并结合数值模拟分析单洞四车道大跨隧道拱部受力情况,分析腹板开孔对大跨隧道的影响,为大跨隧道钢架开孔提供参考。

恒载效应对梁变形影响的数值分析法

应用势能驻值原理,推导了梁考虑恒载效应的静力分析数值公式,得到了荷载影响刚度矩阵.分析了不同边界支撑条件下恒载对梁挠度的影响.计算结果表明:数值分析方法与解析解的结果吻合良好,具有较高的精度.同时由于采用了矩阵形式,不仅便于编制计算机程序,且有更广泛的适用性和灵活性,可更方便地用于各种不同的构造和边界条件的实际结构.

土-相邻基础相互作用的地基刚度计算分析

为了研究相邻基础对地基刚度的影响,提出了地基刚度影响系数的概念,并运用三维弹性半空间内明德林解,推导出地基刚度影响系数的计算表达式,进而通过计算地基刚度影响系数分析了相邻基础存在时,两个基础之间净距、基础边长比值以及地基土特性对地基刚度的影响规律,并根据净距和边长比值划分了可不考虑相邻基础相互作用的范围。结果表明:(1)基础周围有相邻基础存在时,其地基刚度较不存在相邻基础的地基刚度有所提高;(2)相邻基础对地基刚度的影响随着两个基础之间净距的增加而减弱,随着边长比值的增加而增强,以及随着地基土泊松比的增加而增强;(3)黏土地基中相邻基础对地基刚度的影响较其他(如粉土地基)地基更显著;(4)当净距不小于基础边长15倍时,或者基础边长比值小于0.1时,可以不考虑相邻基础对地基刚度的影响,其他情况需根据净距和边长比值分析是否考虑相邻基础对地基刚度的影响。

悬挂结构的影响构件对核筒的影响

本文给出一种新型的悬挂结构形式,利用VIASOV理论,根据有限元思想,求出了这种结构的影响构件的影响刚度及其对核筒的影响。

框架结构中如何简化考虑楼梯的影响

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.6.6-1条规定:"计算模型的建立、必要的简化计算与处理,应符合结构的实际工作状况;计算中应考虑楼梯构件的影响"[1]。该条文明确要求计算中要考虑楼梯梯板的斜撑受力状态,对结构整体刚度的影响。然而,借助有限元分析软件MIDAS-Gen,建立实际楼梯模型与简化楼梯模型(简化模型可在PMCAD中建模并在SATWE等程序中进行计算)反复对比,寻找一种合理且与含有实际楼梯模型的整体分析结果一致的简化模型,以使考虑楼梯的影响能在目前国内广泛应用的结构软件中得以实现。

深圳某240m超高层住宅风振舒适度控制及敏感性分析

深业世纪山谷花园项目为结构高度为240m的超高层钢筋混凝土剪力墙结构住宅,通过在避难层设置套索阻尼器方案可有效降低其顶点(角点)加速度,满足风振舒适度要求。针对套索阻尼器设置在不同楼层、不同的阻尼系数、阻尼指数对风振舒适度的影响进行了敏感性分析;对剪力墙结构因存在主体结构弯曲变形、徐变及套索阻尼器销轴连接间隙、转动、摩擦等对阻尼器性能的不利影响,采用附加阻尼法进行补充分析;针对阻尼器在风振作用时出力、行程离散性较大特点,进行了个别阻尼器失效的影响分析。同时,考虑了阻尼器支撑体系的刚度及耐久性,计算结果均满足现行规范及结构安全性要求。

超长多层框架结构的设计方案

鉴于目前建筑结构设计普遍存在的现象:地下室楼盖体系选择单一;地上主体结构仅仅通过周期折减来考虑填充墙刚度对框架结构整体参数的影响;房屋高度只要不超过60m就不考虑风荷载参与地震组合,导致房屋结构设计不经济和不安全。本文为了得到超长多层框架结构的最优设计方案,对广西某商业综合体做了深入的研究,得到了以下的结论:多层地下室结构在不同的荷载取值下,大荷载的顶板无梁楼盖更经济,小荷载的一般楼层单向次梁更经济;地上主体结构当填充墙平面布置规则时,考虑填充墙的刚度会给主体结构整体参数带来有利影响;当填充墙平面布置不规则时,考虑填充墙刚度会给主体结构整体参数带来不利影响;房屋高度小于60m,但是长宽比超过4的超长结构,风荷载产生的总剪力和倾覆力矩与地震作用产生的力相当,需要考虑风荷载参与地震作用。

开洞核芯筒的弯扭分析

根据VLASOV薄壁理论和有限元法对高层建筑核芯筒进行弯扭分析 .在分析过程中 ,将核筒视为开口薄壁杆件 ,将连梁视为影响构件 .将核芯筒的开口部分和带连梁的部分分开考虑 ,不再采用连续化假设 .本文的方法概念清楚 ,计算简便 。

基于动力特性的木地板损伤检测

由于役木地板结构在使用过程中会发生局部开裂等损伤从而对木地板结构的安全产生不利影响,因此对木地板结构进行健康监测十分重要,而识别木地板的损伤位置与损伤程度则是结构监测的关键。为实现木地板结构损伤的定位与定量,将木地板结构简化成简支梁,从梁的受迫振动方程出发,利用振型叠加法计算损伤前后简支梁在简谐激励下的响应,以单元刚度的降低来模拟梁的局部损伤,通过引入损伤系数矩阵,利用结构损伤前后的固有频率和未损伤结构的振型数据计算刚度影响系数,进行损伤位置与损伤程度的判定,克服了频率作为全局量在损伤识别应用上的不足。数值模拟结果表明,该方法能够快速准确地识别出木地板结构的单一位置和多个位置的局部损伤,并且对模拟测量噪声不敏感,因此该方法为木地板结构损伤识别提供了一条可靠的途径。

GENETIC OPTIMIZATION OF HOT FILAMENT PARAMETERS IN HFCVD SYSTEM

In HFCVD system the substrate temperature is a key factor which deeply affects the quality of diamond films. Th e magnitude and the variation of the substrate temperature must be limited in a suitable range to deposit diamond films of uniform thickness over large areas. In this paper, the hot filament parameters are investigated on the basi s of GAs to realize a good substrate temperature profile. Computer simulations d emonstrate that on parameters optimized by GAs a uniform substrate temperatur e field can be formed over a relatively large circle area with R s=10 cm.