非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点抗震性能数值模拟

为有效防止梁柱节点处发生脆性破坏并提高节点抗震性能,提出一种非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点。以边柱节点为例,利用ABAQUS有限元软件对非对称加强与狗骨式削弱型节点、非对称加强型节点、狗骨式削弱型节点和普通型节点共4个节点模型进行抗震性能对比分析,研究了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力和刚度退化等方面的区别。研究表明:非对称加强与狗骨式削弱型节点能够有效实现塑性铰外移,防止节点发生脆性破坏,同时不仅能够提高节点的耗能能力和延性,还可以保持较好的承载能力。

非对称荷载下内撑式基坑支护结构参数分析及设计优化探讨

非对称荷载作用下,内撑式基坑会向荷载小侧整体偏移,这将不利于基坑的稳定,因此有必要对支护结构进行设计优化。本研究以某偏压综合管廊基坑为例,通过有限元软件PLAXIS 2D对该基坑进行了仿真模拟,模拟结果与实测数据吻合良好,验证了模型的有效性。进一步对该基坑进行参数分析,研究了支护结构长度、等效厚度和弹性模量对支护结构变形和基坑安全性的影响。研究结果表明,在两侧支护结构均按偏压侧进行设计的基础上,增大某侧支护结构长度,会使该侧支护结构水平位移最大值增大,分别增大两侧支护结构等效厚度、弹性模量,均可以减小该侧支护结构水平位移最大值和非偏压侧支护结构顶部逆向位移。基于参数分析,提出一种针对非对称荷载基坑的简单有效、经济可行的优化思路,并通过数值模拟对优化效果进行了分析,证明了该优化思路的可行性。

车辆荷载作用下横梁非对称拼接的连续T梁桥受力特性分析

为了避免对现有桥梁进行改扩建工程中出现新旧桥横梁位置相互错位问题,以横梁非对称拼接的连续T形拼宽梁桥为研究对象,采用midas Civil建立空间有限元模型,讨论拼接段横梁的合理拼接方式,分析车辆荷载作用下拼宽梁桥的受力特性及空间传力机理。研究结果表明:车辆荷载对不同拼接横隔梁形式桥梁的新、旧桥T梁受力影响较大。全拼接时9道横隔梁力的传递最为均匀。随着拼接处横隔梁数量从9片减少到7片和5片,横隔梁横桥向传力能力减弱,传递到非加载侧的荷载减小;非加载侧的T梁边跨、次边跨和中跨跨中截面弯矩和挠度减小。相较于采用9道横隔梁拼宽的T梁桥,采用7道横隔梁拼宽的T梁桥的弯矩和挠度变化幅度不大,变化幅度的平均值分别为3.59%和2.69%;采用5道横隔梁拼宽的T梁桥的应力和挠度变化幅度较大,变化幅度的平均值分别为16.96%和10.31%。当工期和经费受限时,可采用5道横隔梁的拼接方法。

堆载作用下桥梁桩基偏移及处治分析

针对桥梁桩基偏移问题,以一座受非对称堆载影响的公路桥梁为例,对桩基础偏移和偏移成因进行分析。通过建立有限元模型,分析该公路桥梁桩基础受堆载影响前、堆载影响后、堆载高度、卸载纠偏处治后等多个工况下的力学特性。根据现场桥梁上下部检测情况、土体处治监控情况和有限元数值分析,结果表明:非对称堆载是桩基础产生偏移的主要原因,桥梁周边的非对称堆载对桩基础周边的土体产生一定的扰动,使土体对桩基础产生水平的推力,从而引起桩基础的偏移。对堆载土体进行卸载直至土体变形趋于稳定,可在一定程度上改善既有桩基础的受力状态,起到一定的纠偏作用。通过增设反力锚直接作用外力于桥墩结构,控制纠偏方向,来提供对桥梁桩基的纠偏力,并在桩基顺桥向和横桥向布置应力释放孔,有效释放土体侧向挤压应力,减小土体侧向变形对桩基的影响。同时对偏移的桩基础,采用在原桩基础位置两侧进行对称性群桩加固后,桩基础的横桥向位移、弯矩和轴力大幅度降低,纠偏作用效果明显,使桥墩恢复到正常使用状态。以实际桥梁工程为例,对受非对称堆载影响的桩基础采用钻孔卸压、开挖卸载、桥梁横向加强、桥墩纵向复位和加桩加固等综合纠偏方案,结果表明纠偏方案效果良好。

曲线现浇箱梁非对称恒载对桥梁动静力响应影响的量化研究

为量化研究曲线现浇箱梁非对称恒载对桥梁动静力响应的影响,首先推导了非对称恒载偏心扭矩的计算,然后选取常规跨径16、20、30、40m及平面曲线半径30、50、100、200m,建立12组等高三跨现浇连续箱梁桥为研究样本.基于Python语言建模、MIDAS/Civil软件进行有限元分析,研究考虑非对称恒载扭矩与否两种情况对曲线现浇箱梁桥支座反力、主梁应力和下部结构内力的影响.结果表明,非对称恒载扭矩引起支座反力外大内小、影响显著且边墩反力受影响程度大于中墩;当桥梁平面曲线半径为30m内时,非对称恒载对曲线箱梁桥梁体应力影响显著,半径达100m后可不考虑非对称恒载对梁体应力的影响;非对称恒载对桥墩安全度的影响极为有限,地震作用下桥墩承载力计算可不予考虑.

不对称荷载对深基坑围护变形的影响

以某城市轻轨换乘车站基坑为背景,通过现场监测的方法,分析深基坑两侧在不对称荷载作用下围护桩桩身水平位移、桩顶水平位移和钢支撑轴力的变化以及基坑开挖对周边建(构)筑物的影响。找出深基坑围护变形规律,以对类似工程设计施工提供经验指导。分析结果表明:不对称荷载对基坑围护桩桩身水平位移和桩顶水平位移产生的不对称变形作用非常明显,在基坑一侧围护桩仍有较高安全系数的情况下,另一侧已经超限。基坑开挖导致两侧建(构)筑物产生不同的沉降。由于围护桩产生不对称变形,钢支撑的支护效果有所减弱。

不良地质下偏压隧道支护结构开裂与治理分析

隧道支护结构开裂现象是工程界普遍关注的课题,根据工程实例,采用现场监控量测资料阐述了明洞与支护开裂的位置,结合隧道的周边位移和拱顶下沉随时间和施工进度的变化趋势,得出不良地质情况和严重偏压是明洞与支护开裂的主要原因。依据现场处理措施得出施作仰拱和对隧道埋深较浅侧进行小导管注浆加固能有效地抑制支护结构裂纹发展。采用变分方法与Bishop条分法相结合定性分析得出偏压隧道薄弱部位及产生偏压的原因。通过数值分析获得明洞的第一主应力分布状态,解释裂缝出现于拱顶与偏压侧拱肩之间的原因;数值分析获得的隧道周边位移和拱顶下沉与现场监测结果具有相同的发展趋势;断面离隧道洞口越近,周边位移向外扩展值越大,表明洞口处为隧道最薄弱部位。

非轴对称荷载下圆形隧洞围岩弹塑性分析解析解

考虑岩石材料的应变软化及扩容效应,采用岩石材料的弹性-塑性软化-塑性残余三线性应力-应变软化模型和莫尔-库仑屈服准则,推导了非轴对称荷载下圆形隧洞围岩弹性区、塑性软化区和塑性残余区的应力场、应变场、位移场和塑性区半径的近似解析解,适用于围岩塑性区较大且侧压力系数1≤λ<3的情况。该近似解析方法与有限元法的计算结果较为接近,可代替有限元方法进行简单的圆形隧洞围岩弹塑性分析。

非轴对称荷载下圆形隧道弹性围岩应力解析解

隧道开挖后需依据岩体的变形特性对隧道围岩进行合理分区。针对隧道围岩弹塑性临界变形时强度逐渐降低的特性,结合非轴对称荷载作用的模型特点,选用俞茂宏双剪统一强度理论中双剪三参数准则,采用半逆解法,侧压力系数在[1/3,1)区间取值,推导出圆形隧道在非轴对称荷载作用下弹性围岩区应力分布解析解。实例分析表明,考虑了地应力非轴对称分布的力学模型可很好地反映围岩变形特点,所选强度理论符合岩体材料自身特殊的强度特征,其解析思路更贴近围岩的实际状态,对围岩支护设计具有现实指导意义。

EA-304非对称换热器管板应力分析计算

介绍了一端管板与管箱和壳体焊接的固定结构、另一端管板可滑动的非对称换热器在压力和温差载荷作用下的分析计算方法,分析计算了原进口、第一、第二次国产化3台换热器管板应力,管板厚度由117mm减薄为50mm,换热器的各项性能均超过原进口设备。

不同加载模式下不对称结构静力弹塑性分析

选取6种具有代表性的加载模式,采用ETABS软件,对5种不对称钢框架及钢筋混凝土框架结构进行了pushover分析,分析了加载模式、结构不对称性、层数和振型等因素对pushover分析结果的影响.结果表明,对于刚度有突变的不对称结构,不同加载模式的结果差别明显,并且这种差别随着结构刚度突变的增强、周期的增大、层数的增高而越来越大.

非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响

以某大跨度非规则单层网壳为研究背景,应用ANSYS通用有限元分析软件对网壳结构进行了建模并重点模拟了风荷载、雪荷载、温度效应等多种非对称荷载作用,进行了静力分析、特征值屈曲分析以及非线性稳定分析。得到了网壳结构在15种典型荷载组合下的内力、位移结果,分析了非对称荷载对网壳结构静力性能的影响;考虑了几何非线性、材料非线性、初始缺陷,得到了网壳结构在非对称荷载作用下的稳定系数,分析了非对称荷载对网壳结构稳定性能的影响。强调指出非对称荷载作用在大跨度单层网壳结构设计中的重要性,为大跨度非规则单层网壳设计提供参考。

角形级联SVG不平衡补偿的控制策略

角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生的不平衡有功功率;结合相量关系,推导了满足角形SVG线电压相量与相电流相量垂直约束关系的零序电流表达式。在此基础上,提出一种适用于不平衡工况下的角形级联SVG控制方法,能够改善补偿器动态响应性能,减小负序电压对补偿性能的影响。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。

裂纹位置对强度失配焊接接头极限载荷的影响

采用有限元方法对平面应变条件下含裂纹的强度失配焊接接头极限载荷进行了计算,研究了裂纹位于焊缝不同位置时对接头极限载荷的影响.结果表明,裂纹尺寸和焊缝宽度增大时,接头极限载荷接近均质焊缝的极限载荷,此时失配系数的影响很大;裂纹尺寸和焊缝宽度减小,不同失配系数接头的极限载荷逐渐趋于一致.当焊缝强度失配程度一定时,裂纹偏置量在裂纹尺寸较大且焊缝较宽时对接头极限载荷的影响较大,裂纹偏置量增大可使低匹配接头极限载荷提高,对高匹配接头则相反,随着裂纹尺寸和焊缝宽度的减小,裂纹偏置量对接头极限载荷的影响程度减弱.

不对称三相电力系统潮流、故障的统一分析法

提出了不对称三相系统故障分析的新算法，该算法直接利用三相潮流计算时所形成的节点导纳阵因子表，实现了潮流，故障计算的有机结合。故障计算时还充分利用了近年来发展的稀疏补偿法和稀疏向量法，从而进一步提高了计算速度。

三相异步发电独立电力系统不对称稳态运行分析

建立了三角形接法鼠笼式异步发电机三相负载不对称时独立系统的数学模型,对该独立系统中各电量之间的关系进行分析,计算发电机三相输出电压及绕组电流大小。基于对称分量法,推导出发电机侧正序和负序等效电路,并求出三角形连接的负载侧序电压与序电流之间的关系,进而得出满足发电机稳态运行要求的目标函数,省去了复杂的电路分析。针对稳态运行方程的非线性及复杂性,采用优化算法求解出系统的频率和正序电抗,并以此为基础计算系统的稳态电压值。计算值与实测值吻合度较高,表明所提目标函数的正确性以及所采用优化算法的准确性和有效性。

预应力局部单双层浅网壳结构的几何非线性稳定分析

应用几何非线性有限元法,对不同形式的预应力局部单双层浅网壳结构在受全跨表面荷载作用时的整体稳定性进行分析.分析考虑了非对称分布荷载作用的情况.计算表明,结构在全跨表面荷载作用时,对称加载所对应的临界荷载不一定是结构的最小临界荷载.在采用相同橡胶垫支座的情况下,预应力可以略微提高结构的临界荷载,但结构的临界荷载仍小于固定铰接支承的非预应力浅网壳结构.

不同偏压大断面浅埋隧道施工力学分析及优化

大断面隧道穿越地势起伏的地层环境时,地层偏压情况往往不同,在不同的偏压情况下选择合理的施工方法对控制大断面隧道施工力学性能具有重要意义。通过对双侧壁导坑法、改进台阶法、交叉中隔壁(CRD)法的数值模拟,分析不同偏压情况下的大断面浅埋隧道施工中的位移控制效果与支护承载情况。结果表明:当地表倾角为0～10°时,宜采用改进台阶法;当地表倾角为10～20°时,优先选择改进台阶法,同时应加强支护并及时监测;当地表倾角为20～30°时,宜采用双侧壁导坑法。

在非对称荷载作用下超大圆环混凝土基坑支撑的变形及优化分析

目前深基坑支护设计过程中对于圆环支撑的设计多布置于形状规则、周边荷载分布均匀的基坑工程中。天津117大厦项目具有基坑开挖面积大、开挖深度大、设计施工难度大的特点,且由于周边环境特点及工期调整原因造成基坑南北荷载差异较大,项目采用了地连墙结合两道超大圆环混凝土支撑的支护形式。本文基于ABAQUS软件建立"土体-支护"数值模型对项目圆环支撑在非对称荷载作用下的变形特征进行了理论计算并与实际监测数据对比,验证模型能够较好的反应实际情况。并在此基础上从内部环梁直径与截面尺寸、角部支撑型式(刚度)三个方面对混凝土圆环支撑体系杆件的合理布置进行优化分析。

富溪双连拱隧道偏压段管棚效应分析

采用三维弹塑性有限差分法[1]对富溪双连拱隧道进口偏压段管棚的预支护作用进行了分析,得出了软岩中管棚支护作用明显,偏压双连拱隧道管棚不均衡设计等结论,对同类工程的设计与施工具有一定的指导意义。