超高桥塔的气弹模型风洞试验及其等效静力风荷载

为研究超高桥塔的气弹模型风洞试验方法及其等效静力风荷载,根据某实际工程中的超高桥塔建立了有限元模型,进行了动力特性计算,进而设计了相应的气弹模型,并开展了风洞试验。在此基础上,开展了超高桥塔风致振动的非线性时程计算,并基于阵风荷载因子法,对比了以位移、内力和应力为单一目标的超高桥塔的等效静力风荷载。结果表明:斜风作用下的桥塔风致振动比较显著,其影响随着风速的增大而愈加明显;当风向角为75°~90°时,超高桥塔将在风速为35~50 m·s^(-1)的区间发生顺桥向的侧弯涡振,但幅值较小;基于应力的阵风荷载因子比基于位移或内力的阵风荷载因子更加稳定,这使得基于应力的等效静力风荷载要优于基于位移或内力的等效静力风荷载,比较适合于超高桥塔。

考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法

刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维等效静力风荷载的表达式,获得了考虑二维风荷载作用的导线风荷载调整系数,通过引入二维等效静力风荷载改进了现有刚性直棒法,改进后的刚性直棒法综合考虑了线路是否覆冰、二维风荷载、上升气流以及风的脉动效应。建立了某真型输电线路的精细化有限元仿真模型,采用覆冰导线气动力风洞试验结果和非线性数值仿真验证了改进后刚性直棒法的准确性。基于改进后的方法分析了竖向平均风速和导线覆冰厚度对风偏响应的影响。研究表明:考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法是一种准确度明显提高的通用方法,能适用于常规的、覆冰的、有上升气流的多种工况下的导线风偏位移计算。

基于静力荷载试验的连续梁桥结构受力性能及养护建议研究

为探究高寒高海拔地区连续梁桥的结构受力性能,文章对静力荷载试验进行了方案设计,主要包括测试内容及断面、测试荷载以及荷载加载流程,分析了主梁关键截面应变和挠度在测试荷载和测试断面下的变化情况,并结合静力荷载试验结果,对高寒高海拔地区营运高速连续梁桥提出了有针对性的养护建议。研究表明,试验荷载作用下实测左右幅桥跨应变校验系数分别在0.33~0.69和0.40~0.77之间,左右幅实测桥跨最大弹性挠度为4.61mm,各荷载工况下卸载后测点相对残余应变在20%范围内。

50m预应力T梁静力荷载检测问题分析

为分析静力荷载检测技术在50 m预应力T梁受力检测中应用的要点,首先应用MIDAS/Civil有限元软件构建主梁质量、刚度单元片梁模型,开展单梁现场分级加载破坏试验;然后,提出了静载试验检测方案,进而对桥梁结构正常使用状态、正常使用极限状态、极限承载力状态下校验系数、相对残余变形的变化趋势等展开分析;最后,对预应力桥梁结构校验系数的取值范围进一步细化。结果表明,静载试验在桥梁受力检测中较为适用,可为桥梁运行状况及健康状态的评价提供可靠依据。

自立式钢制放散管风荷载作用下应力分析

放散管是一种专门用来排放管道内部空气或燃气的装置,为了保证放散管在风荷载、地震荷载等条件下的稳定性,设计时,要对放散管在几种不同工况下的受力进行计算,其中风荷载对放散管的稳定性影响很大。GB50135规范中采用等效静力风荷载作用来对高耸结构进行计算,但是由于风荷载具有很强的随机性,采用等效静力风荷载进行风载荷计算是否符合实际工况需要进一步讨论。本文分别根据GB50135规范采用等效静力风荷载和利用ANSYS分析软件采用脉动风荷载对自立式钢制放散管进行风荷载计算,对计算结果进行分析,确定更符合实际工况的加载形式,以便对放散管风荷载计算起到积极的作用。

基于层内力等效的偏心高层建筑三维等效静力风荷载

对于质心和刚心不重合的偏心高层建筑,由于结构三维振型耦合与气动力耦合等因素的影响,其等效静力风荷载的评估变得十分复杂.基于振型加速度法,推导了考虑三维气动力耦合和振型交叉项贡献的偏心高层建筑各层拟静力项和惯性力项内力(剪力和弯矩)响应计算方法 .在此基础上,基于各层内力响应等效,建立了能合理反映荷载沿高分布信息的结构三维等效静力风荷载评估方法.随后,结合3种典型矩形截面高层建筑刚性模型测压风洞试验,分析了荷载相关性、结构偏心率和截面长宽比对偏心结构三维等效静力风荷载的影响.研究表明:对于偏心截面高层建筑,振型交叉项和荷载相关性对结构风致响应与等效静力风荷载的贡献不可忽视,若忽略两者则会低估偏心高层建筑三维等效静力风荷载,特别是扭转向等效静力风荷载.此外,偏心率和截面长宽比同样影响偏心高层建筑等效静力风荷载的大小和分布情况.相关研究可为偏心高层建筑的抗风设计提供一定的指导.

基于三阶矩法的荷载抗力系数计算方法

针对现有荷载抗力系数设计方法的缺点(如不可避免的迭代计算等),基于三阶矩法提出了一种简单且具有高精度的荷载抗力系数计算方法。三阶矩法计算简便,适用范围广,并且能够避免迭代计算。通过对三阶矩法的研究和大量数据的线性拟合得到了基于三阶矩法的荷载抗力系数计算公式。为检验新方法的可行性,考查了均值、偏度、分布类型等因素对新方法的影响并进行了模拟仿真分析。此外,在案例分析中使用新方法和现有荷载抗力系数计算方法对3种荷载效应组合进行计算分析,并通过Monte Carlo法进行数值模拟验证。结果表明:在各关键参数的影响下,新方法的计算误差值在6%以内,其计算精度得到保证;与现有荷载抗力系数计算方法相比,新方法计算简便,适用范围广。

±800kV与500kV混压大跨越钢管混凝土塔等效风荷载分析

大跨越钢管混凝土塔相比于普通钢管塔存在质量、刚度突变的特点。为探究钢管混凝土塔和钢管塔在风荷载作用下的响应规律及设计风荷载的取值,该文以实际工程为例,通过有限元模拟分析了两种塔型的动力特性和风振响应,并将等效静力风荷载与规范结果进行比较。结果表明:钢管混凝土塔的刚度明显高于钢管塔,且前几阶频率相对密集,振型间相互耦合明显;按规范等效风荷载的结构响应大于时程分析响应极值;按规范计算的钢管混凝土塔风振系数在灌入混凝土顶部附近存在突变;钢管混凝土塔顶部位移、加速度响应明显小于钢管塔,且钢管混凝土塔的脉动响应下降更为明显。

绿色建筑材料再生混凝土渗透力学行为系统性试验研究

为研究绿色建筑材料再生混凝土的渗透、力学行为特征,通过室内渗透测试、静、动三轴力学试验方法,开展了不同再生粗骨料粒径下试样渗透、力学特征分析。研究表明,再生粗骨料粒径愈大,则试样渗透率愈低,但粗骨料粒径变化,不会影响渗透率与静水围压之间函数关系,且加载破坏后,粗骨料粒径对渗透特性影响不及加载前。静力荷载下,围压对应变发展影响具有主导地位,粗骨料粒径愈大,试样三轴峰值应力愈高。动力荷载下,动弹性模量随应变呈“递减-稳定”变化,围压5 MPa、25 MPa下动弹性模量稳定期节点应变分别为3.03%、4.6%;粗骨料粒径、围压作用与动弹性模量均为正相关特征。粗骨料粒径对混凝土弹性应变能影响不及围压作用,且不会改变混凝土弹性应变能的发展趋势。研究成果对认知再生混凝土的渗透、力学特征以及试验设计具有参考价值。

铝合金模板集中荷载下的静力试验研究

文中主要就铝合金的力学性能及静力荷载作用下铝合金模板的力学性能进行研究,结果表明,静力荷载作用下铝合金模板达到破坏的最大荷载约为170 kN/m^(2),且对应的面板破坏变形为19.1 mm;荷载-位移曲线中的位移实测值与仿真值的最大误差为7.5%,最小误差为1.2%,证实了文中所建仿真模型的正确性。铝合金模板的最大应力及应变值均位于边肋中间,最小应力及应变值均位于背楞端部位置。

静力荷载作用下埋地HDPE管道受力性能分析

为了研究埋地高密度聚乙烯(HDPE)管道在静力荷载作用下的受力性能,基于ANSYS建立了埋地HDPE管道二维有限元模型,分析了土体回填与地表静力作用下HDPE管道的受力变形情况以及管径初始变形、埋土深度等对管道力学响应的影响。结果表明:HDPE管道的变形会随埋深的逐渐增大而增大,而地表静荷载作用于管道的效果会随着埋深的增加而越来越弱;管道初始变形越大,静力荷载作用下埋地管道的变形也会随之越大,管道抵抗变形的能力也会相对减弱;土体模量越大,静荷载对管道的影响越微小,对管道整体受力变形有利。研究成果可为实际工程中管道的变形破坏机制提供一定的理论依据。

某水电站厂房在静力荷载下沉降分析

为准确分析出水电站厂房的沉降情况力,本文设计了一个沉降分析方法。主要采用ANSYS软件建立计算模型,然后计算厂房结构的自振频率,最后通过计算结果及共振复核确定厂房在不同情况下的基础变形特征。

变截面脱硫塔风振效应及等效风荷载研究

变截面是工程设计中常见的结构类型,此类结构风效应在现行规范中受到的关注较少,规定仍较为粗糙。以某高耸脱硫塔为研究对象,综合时、频域数值仿真,详细研究圆柱形分段变截面高耸结构顺、横风向的风致动力响应特性,探讨了横风向涡激共振的判定及计算方法,对比分析变截面圆柱结构常见等效静力风荷载计算方法的差异及结果的可靠性。研究表明,结构第1阶模态是圆柱形变截面脱硫塔风效应的控制振型;应重点关注此类结构上部涡激振动对横风向响应的贡献;鉴于脱硫塔风致振动以共振响应为主,采用惯性力法或三分量(平均、背景和共振)法计算等效风荷载更符合实际分布规律。时、频域分析结果与我国现行规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)计算结果吻合较好,可为分段式变截面高耸结构精细化风振效应研究提供工程参考和依据。

金属屋面自攻螺钉抗剪承载力计算方法的研究与比较分析

针对金属屋面自攻螺钉抗剪承载力计算问题,研究了多个国家的设计标准,并对比分析了各国标准体系,指出了国标(GB 50018—2002)存在的不足。研究结果表明,自攻螺钉连接构件抗剪承载力的计算应根据不同失效模式选用适当的公式。国标仅适用于承压、倾斜和拔出失效,端部剪切失效和基材钢板净截面的断裂失效可参考澳标(AS/NZS 4600—2018)、欧标(EN 1993-1-3—2006)。自攻螺钉的剪切失效应由测试确定并由经销商进行质量保证。国标中自攻螺钉承载力计算采用荷载与抗力系数设计法(LRFD),必要时可提高安全系数以避免脆性断裂。

岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值计算与分析

为了分析岭南古建筑瓦面的风雨荷载临界值,选取广东四会遭受气象灾害较严重的4个年份对应日期和2017至2020年出现8级大风降雨的样本数据共27个,用其10 min最大平均风速和降雨量计算出风雨总荷载力,并结合城区被调查观察的砖瓦结构房屋出现结构失效的历史调查观察记录,用计算公式计算出瓦面最低结构抗力、风雨荷载力及其结构失效概率。结果表明:大于瓦面最低结构抗力时的失效概率为0.79,结构准失效率为0.21,把准失效概率应用在调查样本数据的空白区间0.235~0.245 kN/m2,用蒙特卡洛模拟软件模拟出空白区间的数据,划定出瓦面失效率在0.5时对应的荷载力临界值,更客观地对气象灾害风险预警等级作出判别。

堤坝高聚物防渗墙静力荷载试验与数值分析

为了对比高聚物防渗墙和混凝土防渗墙在静力荷载下的受力特性,以非水反应类聚氨酯高聚物防渗墙和混凝土防渗墙为实例,开展了2种防渗墙在静力荷载下的试验研究。同时利用ABAQUS有限元软件对静力荷载下防渗墙的受力特性进行数值模拟。结果表明:数值计算结果与试验数据吻合较好,高聚物防渗墙在相同的静力荷载作用下应力值远小于混凝土防渗墙,且高聚物防渗墙与土体变形协调能力较好,不易发生破坏。

虎门悬索桥交工验收静力荷载试验与评价

虎门悬索桥为单跨 888米全焊钢箱梁悬索桥 ,其交工验收静力荷载试验内容包括 :成桥后的状态和工作性能的检查和试验 ,对已完工结构实际状态的检测 ,验证结构工作性能的荷载试验 ,设计承载力的鉴定性荷载试验。通过对实测结果与理论计算结果的评价分析 。

静力与动力荷载下高拱坝体型多目标优化设计

本文基于静、动力荷载作用下高拱坝的安全性与经济性 ,建立了高拱坝体型多目标优化设计模型 ,利用模糊理论提出了多目标优化的评价函数 .以小湾拱坝为例 ,进行了体型优化设计 ,优化体型与初始体型相比 ,在坝体体积、应力指标和抗震能力上都得到了改善 .

大型冷却塔结构的等效静力风荷载

采用刚性模型风洞同步多点测压试验获取非定常激励向量,并结合POD(经验模式分解)技术进行预测与重构处理,然后基于结构动力方程推导出仅广义共振模态位移和弹性恢复力协方差矩阵,再通过准静力分析方法计算出结构的共振和背景分量,最后通过线性三分量组合方法得到结构总的等效静风荷载.本文方法完全考虑了各共振模态间的耦合效应,且物理意义明确,从理论上适用于任意复杂结构的ESWL(等效静风荷载)计算.以国内已建成的亚洲最高、最大的冷却塔——宁海电厂超大型冷却塔为例,进行了该塔的风致响应和ESWL的计算,得出了一些对工程设计有益的结论,并验证了本文方法的有效性.

双曲冷却塔等效静力风荷载规范适应性研究

针对我国规范关于大型双曲冷却塔等效静力风荷载条文仅适用于高度小于165 m冷却塔、在缺少系统研究情况下只能借鉴国外规范问题,以单塔为例对德国规范等效静力风荷载计算公式进行适当变换,获得与我国规范完全一致的表达形式,且式中只有风振系数与平均风压分布系数取值有差异,对两国规范中两参数的取值进行比较;采用有限元计算方法,对3座不同高度冷却塔在中、德规范等效静风荷载作用下内力及变形分布进行计算分析。结果表明,我国规范关于等效静力风荷载条文规定也适应200 m高的冷却塔。