波形钢板管涵的刚度计算方法

结合波形钢板管涵的弹性力学性能与加拿大波形钢桥涵规范,以半圆弧拱为例推导了波形钢管涵结构变形的计算方法。利用此方法计算了典型尺寸的波形钢板管涵结构在填土作用下结构竖向、横向变形随填土高度的变化规律,并与工程实测结果进行了对比。对比结果显示,提出的计算方法能基本模拟波形钢板管涵结构的形状变化,除填土高度较小时拱顶竖向变形差距较大外,其余工况下提出的方法计算结果与实测值基本吻合,表明提出的波形钢板管涵结构的变形计算方法具有较高的合理性,可作为波形钢板管涵结构设计的参考。

冷弯薄壁型钢钢管端柱蒙皮钢板剪力墙抗剪性能试验及理论研究

为推动冷弯薄壁型钢结构体系由低层向多层发展,解决传统剪力墙抗剪承载力不足、端柱易发生屈曲和局部承压破坏的技术难题,提出了冷弯薄壁型钢钢管端柱蒙皮钢板剪力墙的新型墙体构造形式,以实现“强端柱、弱墙板”的设计原则。通过水平低周往复加载试验对剪力墙的抗剪性能进行研究,试验结果表明:钢管端柱蒙皮钢板剪力墙的破坏形式为钢板周边螺钉连接破坏导致蒙皮作用失效,钢管端柱未见压屈。减小剪力墙周边自攻螺钉的间距,使钢板拉力带得到充分发展,可提高剪力墙的抗剪承载力、抗侧刚度、延性以及耗能能力。对钢管—钢板自攻螺钉连接试件的抗剪性能进行试验研究,结果表明:螺钉连接试件的破坏特征为钢板的孔壁承压破坏,自攻螺钉群的抗剪承载力具有“群体折减效应”。基于剪力墙和自攻螺钉连接试件的抗剪试验结果,提出了钢管端柱蒙皮钢板剪力墙的抗剪承载力和抗侧刚度的计算方法。研究成果为多层冷弯薄壁型钢结构体系的理论研究和工程应用提供可靠依据。

透空式水平板波浪上托力计算方法

在透空式平板波浪上托力试验研究基础上,针对实际工程应用要求,提出相对简便的透空式平板下波浪局部上托力和最大总上托力计算方法,包括上托力大小、分布宽度和发生位置。对具体工程实例的计算结果表明,该方法与实验值有着较好的一致性。

K型钢管—板节点受力性能与承载力计算方法

钢管—板连接节点是钢管输电塔常用的节点型式,但目前对其受力性能的研究还不够深入,缺乏相应可供工程设计使用的计算分析方法。采用ANSYS程序建立了K型钢管—板连接节点的有限元模型,对Kim所进行的系列节点试验进行了模拟对比分析,验证了有限元模型的合理性;通过变参数分析考查了K型钢管—板节点受力性能和节点破坏模式,研究了几何参数、主管应力比、加劲构造等对节点极限承载力的影响规律。在此基础上,提出了考虑支管约束作用的K型钢管—板连接节点极限承载力的计算方法,并验证了其适用性。

斜坡封闭式水平板波浪上托力计算方法及实例应用

在斜坡封闭式平板波浪上托力机理研究基础上,本文针对实际工程应用要求,提出相对简便的斜坡封闭式平板下波浪局部上托力和最大总上托力计算方法,包括上托力大小、分布宽度和发生位置。具体工程实例计算结果表明,该方法与实验值有着较好的一致性。

钢管塔架K型加肋节点的承载力分析

通过试验对1/4加肋K型钢管插板连接节点的极限承载力进行了研究,同时借助有限元分析了主管壁厚,环板宽度和厚度以及不同加肋方式对节点极限承载力的影响。在此基础上根据试验和有限元结果以及节点的破坏模式提出了适用于估算此类节点极限承载力的极限分析模型和建议公式。结果表明:加肋K型钢管插板连接节点的承载力受主管壁厚和环板宽度和厚度的影响较大,且分主管控制和环板控制2种情况来讨论。采用的四铰破坏机理和五铰破坏机理极限分析模型能较好的反映此类节点的受力性能。

单侧开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件剪力计算方法研究

薄钢板剪力墙开洞后,拉力场不再沿水平边缘构件全长分布,作为水平边缘构件的框架梁,其受力不同于普通纯框架梁和未开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件。分析了单侧开洞薄钢板剪力墙的受力特征,在未开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件剪力计算方法的基础上,提出了单侧开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件的剪力计算方法。水平边缘构件的剪力计算式与有限元计算结果吻合较好,验证了算式的有效性。

面向对象工程规范计算软件的架构与实现

为了找出关键节点的计算方法,实现节点的快速计算,以单双角钢变换节点为算例,建立相应的力学模型;通过理论推导,得到水平连接板厚的计算方法及节点载荷的传递系数。利用Visual Basic.Net编程语言将理论推导得到的计算方法编写成计算程序,完成单双角钢变换节点的快速计算;并通过APDL语言建立节点的有限元模型,结合Visual Basic.Net形成有限元接口程序,实现节点的快速校核。参照单双角钢变换节点计算校核程序的编制思路,提出一种铁塔关键节点计算校核程序的实现方法,形成了铁塔关键节点计算分析软件。计算结果表明:节点的计算效率提高了90%。

空心板梁桥增强横向联系加固方法研究

空心板梁桥受力明确、设计方法成熟、施工快捷,在中、小跨径桥梁中所占比例较大。运营期间,空心板梁桥往往出现横向联系削弱、单板受力过大典型病害。横向联系减弱,个别空心板荷载效应会显著提高,进而产生或加剧结构性病害,甚至威胁结构安全。为此,针对较为突出的横向联系削弱、单板受力过大病害,归纳总结了粘贴钢板、张拉横向预应力、板端增设支撑和改变结构形式等有效加固方法。介绍了各加固方法的工作原理,对比分析各方法的适用情况,阐述了决定加固效果的施工注意事项。提出的方法均可以不阻碍交通正常运行,安全可靠,经济效益显著,对桥梁养护工作具有借鉴意义。

API 4F规范双载荷路径条文的计算方法研究

分析了双销轴耳板连接的传力机理。结合API 4F规范的规定,提出了双销轴耳板连接的计算方法。针对某实际钻机井架结构,分别采用手工计算和数值计算方法,计算井架关键部位双载荷路径节点的位移、应力,对双销轴耳板连接进行了研究。结果分析表明,API 4F规范关于双载荷路径的有关条文不很严谨,并根据自己的研究结果,给出了双载荷路径连接节点的实用计算方法,并对规范有关条文提出了建议。对石油钻机井架的设计有一定的指导意义。

胶合木梁柱嵌入钢板-螺栓拼接节点纯弯与弯剪性能试验研究

为研究胶合木梁柱嵌入钢板-螺栓拼接节点在纯弯和弯剪复合荷载作用下的破坏机理、受弯承载力的变化规律和计算方法,设计并制作了3组共15个足尺节点试件,对其进行单调加载试验。以单螺栓节点横纹承载力计算方法为基础,经推导建立了考虑节点剪弯比影响的节点受弯承载力计算方法。试验和计算结果表明:弯剪复合荷载作用下节点的主要破坏模式为木材横纹劈裂破坏;剪力导致弯矩-转角曲线非线性特征更为明显;节点受弯承载力和延性随节点剪弯比的增大而减小;节点的剪弯比变化使节点受弯承载力和延性下降最多分别达到31.7%和15.6%。此外,对已有的节点受弯承载力计算方法分析可知:基于van der Put模型的节点受弯承载力计算方法具有较高的精度(与试验值偏差在16%以内);而基于Jensen模型和按欧洲规范EN 1995-1-1预测的结果则偏于保守。