利用塑性铰线理论求解墙体抗爆能力

有限元软件模拟结果发现,燃气爆炸荷载作用下四边约束墙体的破坏模式与双向(RC)板非常相似,故尝试使用塑性铰线法对墙体的抗爆能力进行试算。以传统的双向固支RC板塑性铰线理论为基础,结合砌块墙体的特点,推导出了四边约束墙体的极限抗爆能力机动法计算公式,通过可信的有限元计算结果反推出极限弯矩的取值,并回归出计算公式;重新计算的理论值与有限元模拟结果非常接近。表明完全可以参照普通RC双向板的塑性铰线理论对四边约束墙体进行极限抗爆能力的计算。

塑性铰在高层建筑结构抗震中的计算分析与应用

首先简述建筑结构塑性铰的定义及性质;其次将塑性铰与理论铰作理论对比分析,并利用SAP2000引入一例单跨简支梁,分别在简支梁的跨中截面定义塑性铰和理论铰进行有限元分析,证明理论对比分析的结果;最后利用SAP2000对一栋10层建筑结构进行静力弹塑性Pushover抗震分析,得到其塑性铰的发展图,找出结构容易出现塑性铰的抗震薄弱部位,提出结构设计措施、局限性和对未来的展望。

无环向加劲肋Q460高强钢管T形插板节点抗压承载力特性及计算理论

针对无环向加劲肋Q460高强钢管T形插板节点在局部压力荷载作用下的受力性能开展了非线性有限元分析,研究了主管径厚比和节点板尺寸不同参数下钢管插板节点的承载力特性及其影响规律。同时,以圆环-母线梁模型为基础,采用塑性绞线计算理论分析了T形插板节点的抗压承载力特性及其合理参数取值,承载力理论值与模拟分析结果吻合较好。最后,基于日本钢管塔制作基准的计算方法和钢管节点承载力模拟结果,开展了T形插板节点极限承载力的计算理论研究,提出了计算无环向加劲肋Q460高强钢管T形插板节点抗压承载力的修正公式,研究成果可供钢管塔设计参考应用。

高、重、宽T型刚构桥转体施工监控关键技术研究

基于弹性力学和球铰强度理论,采用有限元软件ANSYS实体单元建立浑水塘特大桥转体施工过程整体动力分析模型,得到转体施工阶段角速度及角加速度控制值,保证T型刚构转体施工过程的准确性和安全性。同时,研究了转动角速度、角加速度对主梁及转盘应力的影响,并通过线形拟合得到角加速度与主梁及转盘应力关系公式,为同类型桥梁转体施工控制提供借鉴。

非开挖管道工作井施工技术研究

基于工程实践,详细介绍一种非开挖管道工作井施工技术。与传统的沉井法、逆作法施工相比,该工艺对周边环境影响小、施工速度快且支护结构可重复利用,能较大幅度提高施工效率及降低工程造价。采用无铰拱理论计算及工程实测分析证明该技术能够满足施工要求,具有较高的应用价值。

固支方板抗爆动力响应分析

利用移行铰理论,对刚塑性固支方板在爆炸荷载作用下的塑性动力响应进行了理论分析.将爆炸荷载简化为有上升段的三角形荷载,按均布荷载施加到固支方板上;分析了移行铰线随时间的变化规律,并给出移行铰线位置的解析表达式,由移行铰线在转向时刻的位置确定了板中心区产生塑性变形的范围;按板内是否出现移行铰线将荷载分为高载和中载2种情况,每种情况下都有2种不同的运动模式,并分别导出4种运动模式下板中点的最终挠度公式.通过与试验结果对比,得出在变形较小的情况下与理论计算较吻合的结果.

考虑薄膜效应钢筋混凝土矩形板的极限承载力

基于塑性铰线理论给出水平受约束矩形板的破坏模型,由虚功原理推导出考虑薄膜效应情况下钢筋混凝土矩形板的极限承载力公式,其中平均受压区高度为待定参数,通过用Matlab对非线性有限元程序计算的结果进行了非线性回归分析确定。对比分析表明,该公式与试验值吻合程度良好。

土钉面层配筋量计算原理及实例分析

本文在分析国内外大量文献资料的基础上,对土钉面层的受力机制进行了详细的讨论和分析,认为土钉面层主要受到钉体对面层的集中荷载及土体对面层的分布荷载作用。引入半弹性体和布辛涅奈斯克理论推导出了较为实用的土钉面层配筋量计算公式,并通过实例验证了该公式的正确性。

基于拱效应的露天顺向岩质边坡开采影响范围的确定

顺向开采岩质边坡极易产生顺层滑动,对坡上及坡下建(构)筑物通讯或输电设施以及风景名胜等构成威胁,因此开采前须对边坡的开采影响范围作出合理的评估。本文首先从土拱的形成条件出发,分析了露天顺向开采岩质边坡岩拱效应的存在,同时结合岩土性质对土拱和岩拱的特性进行了对比分析,在此基础上建立了岩拱效应分析的基本假设条件及计算模型,并利用结构力学两铰拱理论对岩拱的拱轴线、拱圈应力、弯矩值等进行了计算;然后根据岩拱轴线和拱圈厚度求得拱圈内缘线及外缘线,并利用拱圈内缘线、外缘线及开采边界将露天顺向开采边坡划分为4个区;最后结合各区对建(构)筑物影响的强烈程度,求得最大滑塌高度及开采边界距离开采影响范围线的水平距离,从而获得露天顺向岩质边坡的开采影响范围。

火灾下邻边简支邻边固支双向板极限承载力的能量计算法

对2个足尺邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板试件进行了抗火试验,介绍了试验炉及试件设计、试验方案及观测内容和方法,描述了试验现象、裂缝及邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板的破坏特征,研究了受火过程中沿板厚度的温度场分布规律及板的竖向和水平变形,分析了受火过程中固支边的内力重分布;试验结果表明,未受火面裂缝最终形成半椭圆形破坏模式。在试验基础上,给出了火灾作用下邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板极限承载力的新能量法计算模型,该模型假定火灾作用下板的张拉薄膜效应在塑性铰线形成后出现,且张拉薄膜效应为塑性铰线上屈服钢筋伸长所做塑性功提供。该模型计算结果与试验结果吻合很好,而基于塑性铰线理论的传统能量法计算值偏保守。

HPFL加固双向简支板抗弯性能研究

为了研究用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固RC双向简支板的抗弯性能,对同参数的1块对比板和4块HPFL加固板进行试验,并用有限元软件ANSYS进行模拟。试验研究与数值模拟结果均表明:与未加固板相比,加固板的抗弯承载力与刚度都有较大提高,加固后板的抗裂性能明显改善,从而验证了HPFL加固RC板能改善其抗弯性能。还采用塑性铰线理论对该类加固板的承载力进行了分析和计算,计算结果与试验结果及数值模拟结果相似程度较高。

均布荷载下集中布筋预应力双向板承载力分析

预应力混凝土双向板适宜跨度为6～12m,由于其具有平面布置灵活、使用效果好、可简化装修等优点,广泛应用于工程建设,迄今为止,工程中的双向板大量采用的预应力筋布筋型式是双向均匀布置,这种布筋型式主要基于林同炎教授的"荷载平衡法",其不足是预应力筋用量偏大,造价偏高,无法后开洞,施工时须编网,关于其它布筋型式的研究尚少见报道.因此,本文采用塑性铰线理论着重对受均布荷载的双向居中密布预应力筋的双向板的承载力进行了分析和计算,并通过已有的试验加以验证,结果表明,集中布筋为合理的布筋型式,塑性铰线理论可应用于四边支承预应力双向板的承载力计算.

混凝土双向板碳纤维布加固的受力性能研究

为了给碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土双向板设计提供理论依据,采用千斤顶加载,应变仪和百分表采集数据,进行了双向板的CFRP二次受力加固试验,证实了CFRP加固钢筋混凝土双向板是一种有效的加固方法,可以使板的承载力和刚度有很大的提高.通过试验结果与塑性铰线理论计算的对比,发现采用塑性铰线理论计算CFRP加固双向板的极限承载力时,中部刚性区域宽度须小于40cm,其计算结果才偏于安全.

粘钢板加固砼双向简支板的承载力分析

基于塑性铰线理论 ,分析了正方形粘钢板加固集中荷载下的正方形砼简支板的承载力 ;改进了文献〔1〕的塑性铰线模式 ,修补了文献〔1〕的理论解的一个缺陷 ,即随着粘钢板的面积增加 ,承载力上升至无穷大。比较试验值和计算值 。

预应力拼装桥墩工作机制及抗震性能研究

为探究地震作用下预应力拼装桥墩的工作机制,根据拼装桥墩荷载传递规律,结合集中塑性铰理论,推导给出预应力拼装桥墩荷载与变形的计算公式。采用有限元ANSYS建立并分析预应力拼装桥墩的力学特性和抗震性能,探讨预应力钢筋有效初应力、恒载轴向压力和普通钢筋配筋率参数对拼装桥墩抗侧移刚度及其承载力的影响规律。结果表明,预应力拼装桥墩应力分布与侧移荷载关系密切,预应力钢筋的有效初应力与桥墩抗侧移刚度和承载力呈正相关变化;恒载轴压力和普通钢筋配筋率对桥墩抗震性能影响不大,桥墩抗震耗能能力有限。

薄柔H形截面钢构件在横向冲击下的局部屈曲破坏

通过理论与有限元模拟相结合的方式研究了薄柔H形截面钢构件在横向冲击荷载作用下的局部屈曲变形。首先利用塑性铰线理论建立了受横向冲击荷载作用下刚塑性H形构件局部屈曲的理论模型,得到了构件的能量吸收与塑性铰转角的关系、局部变形、耗能等,并通过有限元模拟进行了验证;随后利用该理论模型重点分析了构件截面几何尺寸对平均力、能量吸收、比吸能等评价构件抗冲击性能的主要指标的影响。研究结果表明该模型可以较为准确地描述薄柔H形构件的局部屈曲破坏,能够更好地预测工程上类似结构的最终变形及能量吸收,为该类构件的抗冲击设计提供了理论支持。

基于结构参数分析的分离式实心板梁桥设计

为研究分离式实心板梁桥的跨越能力和承载特性,依据现行规范提出分离式实心板梁桥的设计框架并进行典型桥例的结构计算。选取跨径、桥宽、主梁间净距和主梁截面尺寸等关键参数,基于MATLAB程序对该桥型进行结构参数分析,探究其受力性能和跨越能力。基于塑性铰线理论对潜在破坏模式进行承载性能分析。研究表明,采用国内现行规范设计的桥例基本满足该桥型的使用性能和承载性能要求。正常使用极限状态正截面抗裂性验算和短暂状况应力验算往往是该桥型结构设计的关键条件。随着主梁间净距的减小和主梁高度的增加,分离式实心板梁桥的跨越能力有所增强。采用预应力筋端部脱粘技术可以提高该桥型的设计跨径8%~15%,并降低梁端偏心布置的预应力筋产生的弯曲应力。

钢筋混凝土现浇板设计中的一些问题

结合工程设计实际情况,分析了钢筋混凝土现浇板按塑性理论设计的可靠性和井式楼盖角区板面出现裂缝的原因,讨论了现浇板设计的一些构造问题.

火灾下四种不同边界双向板的极限承载力计算

为进一步了解不同边界条件下双向板的极限承载力计算方法,该文在已有研究的基础上针对四种不同边界双向板进行了研究。基于塑性铰线理论板块平衡法和能量法,给出了火灾作用下三边简支一边固支、三边固支一边简支、两长边固支两短边简支、两长边简支两短边固支四种不同边界钢筋混凝土双向板极限承载力的计算公式。该公式考虑了大挠度下的薄膜效应影响,计算结果与试验结果有较高的一致性,两种方法计算结果存在2%左右的偏差。在整合其他边界双向板计算公式的基础上,提出了火灾下各种边界双向板极限承载力计算的通用公式,能为工程设计和下一步研究提供参考。

2800中厚板轧机压下螺母磨损严重问题的分析与处理

针对国内某中板厂 2 80 0中厚板轧机压下螺母、螺丝及止推轴承磨损严重等问题进行了调查研究 ,应用“双球铰理论”找出磨损问题关键所在 ,提出了改进方法 。