板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算方法

对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法。但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影响。因此,本文首先通过推导给出仅有竖向荷载作用的板柱节点受冲切承载力计算公式和仅有不平衡弯矩作用的板柱节点受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的合理性。然后基于板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的试验结果,拟合得到板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算公式。最后对所提计算方法与不同规范计算方法进行对比,结果表明本文计算方法能够更加准确地预测板柱节点受冲切承载力。

考虑弯矩影响的含腐蚀缺陷X80管道失效内压的计算方法

通过非线性有限元方法研究了弯矩影响下含腐蚀缺陷X80管道失效内压与腐蚀缺陷深度、长度、宽度等参数的相关性,并给出相应的失效内压预测方法。结果表明:弯矩,腐蚀缺陷尺寸(深度、长度和宽度)等均会对含腐蚀缺陷高钢级管道的失效内压产生影响,给出的弯矩影响下含腐蚀缺陷高钢级管道的失效内压预测方法可以准确预测管道的失效内压,对实际工程具有指导意义。

预应力UHPC-RC无腹筋组合梁足尺模型抗弯试验及极限弯矩计算研究

为了解预应力UHPC-RC无腹筋组合梁(简称组合梁)的抗弯性能,以2座组合梁桥实际工程为背景,分别制作25 m长工字形组合梁及30 m长箱形组合梁足尺模型进行抗弯试验,研究组合梁在弯曲荷载下的裂缝发展形态、荷载~挠度曲线及不同截面高度应变等。结果表明:2种组合梁最终受弯破坏时,1条主裂缝快速发展为贯穿弯曲裂缝,组合梁裂缝细密;荷载~挠度曲线较为饱满,刚度折减较普通预应力混凝土梁明显推迟,结构性能更为优良;开裂前组合梁截面受力发展满足平截面假定,出现主裂缝后逐渐不满足平截面假定。为考虑组合梁截面在极限状态不满足平截面假定的情形,基于UHPC材料本构关系,提出采用体外预应力筋极限理论推导组合梁极限弯矩计算方法,并将该方法与平截面假定理论计算结果及试验结果进行对比。结果表明:提出的组合梁极限弯矩计算方法较平截面假定理论计算方法能更好地反映结构受力。

基于MATHCAD的型钢悬挑脚手架稳定性的计算方法

在高层建筑施工中,悬挑工字钢的应用十分普遍。针对悬挑钢结构的稳定性计算进行编程,利用MATHCAD进行稳定性承载力计算,将计算过程程序化,简化单位换算、数据迭代过程,提高计算效率,给出悬挑钢梁所能承受的最大弯矩,将满足稳定性的悬挑钢梁根部最大弯矩与悬挑长度进行公式拟合,满足不同工程施工需求,对实际工程施工材料的选型具有指导意义。

特高压输电线路钢管塔计算模型的选择

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。

电杆仿风载荷弯矩自动加载系统的研究

为减少受台风侵袭地区出现的批量性倒杆现象,需要对输配电电杆基础进行抗风能力检测.针对输配电线路中不带拉线的直线电杆,提出了一种能够模拟风载荷的机械加载方案,给出了挂导线电杆风载荷的计算方法,以及常规电杆所受风载荷的限值.提出了一种电杆弯矩加载机构模型,通过力学优化完成了加载机构的机械设计;在加载机构上通过加装检测节点和动力与控制装置,实现了电杆弯矩的自动加载控制.现场试验结果表明:该电杆弯矩自动加载系统可以实现最大40kN·m的弯矩加载和卸载,现场装拆方便,操作简单,达到了预期效果.

火灾高温下RC简支梁极限弯矩计算模型研究

通过截面力学平衡原理,引入火灾高温下混凝土和钢筋强度折减系数,给出截面有效分布宽度,推导得有效力矩法及相应力矩时效系数计算方法,建立火灾高温下钢筋混凝土简支梁极限弯矩的实用计算模型,与有限元分析数据进行对比,结果吻合.研究表明:保护层厚度对钢筋混凝土简支梁极限弯矩影响较大,钢筋混凝土简支梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系,该计算方法可行.

带式输送机大型换向滚筒接盘应力计算

为研究带式输送机大型换向滚筒的应力计算问题,在略去换向滚筒所受扭矩的前提下,建立换向滚筒的力学模型,基于弹性力学和超静定问题的求解方法,推导出接盘环形辐板承受弯矩和应力的计算公式.分析表明,接盘环形辐板承受的弯矩是直通轴支承轴承间距、直通轴直径、两接盘间距、接盘辐板厚度、轮毂直径和筒体厚度等6个参数的函数,它们对接盘辐板应力的影响各不相同.在载荷一定的条件下,增大两接盘间距和直通轴直径,对于降低接盘辐板应力,效果最为明显.

起重船波浪载荷直接计算与规范计算比较研究

采用基于三维频域线性水动力理论的波浪载荷计算软件Wave Loads Calculation System对1 600 t全回转浮吊船进行了波浪载荷计算(主要指垂向弯矩与剪力),得到不同工况下载荷分布的特点。并将计算结果与中国船级社《钢质海船入级规范》中的规范计算结果进行了比较。研究表明:起重船由于其船型、质量分布和载荷工况不同于运输船,规范计算公式无法对其波浪载荷做出合理评估,而采用直接计算方法,能够根据装载状态,较为准确和详细地预报船体波浪载荷及其分布。

爪极红切边工艺

为了解决爪极红切边存在较多毛刺、锻件切边变形的问题,分析了毛刺产生的原因,即冲切的过程中,凸凹模刃口的作用力在锻件内部形成较大的弯矩,飞边旋转并被拉断,形成较大的倾斜断面,多余材料在凹模侧壁的挤压作用下形成毛刺,该弯矩也使锻件变形。提出了强力压边切边工艺和模具来控制剪裂区的变形,模拟和实验结果表明强力压边过程中减少了飞边在切断处的厚度,并在该处造成应力集中。凸模压下时,该处发生颈缩并发展为裂纹,防止飞边在冲断过程中发生弯曲并被拉入凹模孔口中,飞边断面平整,锻件变形小。

离岸深水全直桩码头水平承载力简化计算

全直桩码头是一种适用于离岸深水海域的新型高桩码头结构型式,其破坏模式与传统高桩码头结构存在较大差异。通过有限元法研究了水平荷载作用下离岸深水全直桩码头结构破坏模式、桩侧土压力及桩身弯矩分布,并验算了规范中m法、P-Y曲线法和NL法的适用性。研究结果表明,水平荷载作用下,基桩的塑性破坏是结构失稳的控制因素,且结构失稳时桩身最大弯矩达极限弯矩值,在此基础上,结合简化计算方法计算了结构水平极限承载力。通过对比可知,基于m法的简化方法在小位移时与有限元法吻合较好,基于P-Y曲线法和NL法的简化方法在各种位移条件下与有限元法均吻合较好,且通过桩身极限弯矩与设计荷载作用下桩身最大弯矩之比计算结构安全系数的简化方法是合理的。

波形钢板桥梁活载及弯矩计算数值分析

波形钢板桥梁为填埋式结构,活载计算类似于拱桥和涵洞,却又不尽相同。为探索波形钢板结构在活载作用下的内力计算,参考拱桥和涵洞的计算原理对波纹钢板活载计算方法进行总结和归纳,并通过有限元数值分析对结构的弯矩影响线进行绘制。得出波形钢板结构活载计算公式及施工过程中活载作用下的弯矩计算方法。

水利水电行业回填钢管设计若干问题探讨

回填钢管在水利水电行业应用逐渐增多,但是国内该行业中尚未有关于回填钢管的设计规范。通过对比分析CECS规范、日本规范和ASCE规范,对回填钢管设计中的荷载计算及组合、弯矩计算、允许应力和安全系数等内容进行探讨。研究表明:3种规范所采用的设计理论、设计思路基本相同,但在荷载计算、荷载组合、内力计算等方面存在差别,适用于不同的情况;考虑到水利水电行业回填钢管通常管径大、内压高、刚度小的特点,在设计时建议考虑管重、水重及外水压力等荷载,内水压力的计算宜遵循水利水电行业规定,采用棱柱荷载计算管顶竖向土压力;建议参考日本规范,在弯矩计算公式中直接加入内水压力项,定量计算内水压力对弯矩的折减作用。

基于测斜数据弯矩反分析的地下连续墙安全评估

基于上海地区某地铁车站深基坑长期测斜监测数据,实现了地下连续墙弯矩的反分析,得出了不同开挖阶段的地下连续墙弯矩发展变化规律,并提出了一套适用于地下连续墙安全评估的弯矩控制指标。研究发现,不同开挖阶段不同基坑位置地下连续墙弯矩的发展差异很大;周边高层建筑物的存在加剧了地下连续墙弯矩的产生;基于内力反分析的地下连续墙安全评估,有助于工程师从力学角度掌握基坑的安全状况,一定程度上节省了实施围护结构内力监测的费用。

混凝土开裂对地基板弯矩的影响

当前地基板的配筋设计均按弹性体计算得到的弯矩进行,这在理论上是不合理的,因为地基板是高次超静定问题,地基板开裂后其弯矩会有较大的改变。笔者通过合理模拟地基板裂缝开展过程及土-结构的相互作用,采用非线性有限单元法对地基板进行了分析,着重讨论了不同计算方法及裂缝对地基板弯矩的影响。计算结果表明,按平面问题计算得到的弯矩比按空间问题大 40 %左右,地基板开裂后弯矩减小,且裂缝越多,弯矩减小越多。

结构位移计算的新方法及其应用

通过积分运算,给出了仅用区段端点的弯矩、剪力、轴力表示的统一位移简便计算式代替图乘法或内力函数式分段积分,使求指定截面的位移简捷、方便;根据挠度、转角、弯矩的微分关系与弯矩、剪力、均布荷载微分关系相同的原理,提出了以弯矩为“荷载”,绘制结构位移图的实用方法;通过举例说明了位移简便计算式求指定截面位移、力法方程系数自由项的优越性以及“弯矩荷载法”在绘制结构位移图、位移影响线、结构最大动力位移图等方面的应用。

压力容器筒体在计及轴向力或弯矩作用下开孔补强方法

介绍了国内外标准中圆筒体常见开孔补强方法、补强原则和存在问题。基于大平板开小孔应力集中原理和开孔接管数值模拟,分析了筒体在不同方向应力比对开孔补强处应力集中的影响,发现了筒体应力比与应力集中系数的线性化规律。指出当前标准中计算方法基于纯内压工况,而实际中筒体会在弯矩或轴向力作用下改变筒体应力比,与内压下应力集中情况并不相同,如果不对现有方法进行修正,会带来安全风险和不合理设计。基于研究,提出基本解决思路、标准修订建议和适用于开孔率ρ≤0.2时的计算方法,并阐述了塔器、覆土式储存容器以及管壳式热交换器壳程等圆筒体在弯矩或者轴向力组合作用下开孔补强工程设计建议。

基于水平位移反演法的桩锚支护结构桩身弯矩计算方法的研究

本文以深圳市宝安区某深基坑工程为依托,利用桩锚结构外侧深层土体水平位移的监测数据对支护桩弯矩进行反演研究.在传统的三点定圆法、最小二乘法、自然样条法反算弯矩的基础上提出了改进的最小二乘法和改进的自然样条法,并利用两种方法反演支护桩弯矩,最后将反演弯矩与支护桩实测弯矩进行对比,对比结果表明了两种改进方法的合理性以及精度问题.弯矩反演成功地解决了实际基坑监测中弯矩监测费用大、测点易破坏的难题,产生了较大的经济效益和社会效益.

集中荷载作用下板的弯矩计算

针对现行的JTS 167—2018《码头结构设计规范》中偏置荷载弯矩计算宽度公式b′_(c)=0.5b_( c)+y的限制条件“当b_(c)>B时,取b_(c)=B”将导致在板宽B<0.5 l 0时,内力计算结果偏大的问题,进行现行规范JTS 167—2018与旧规范JTJ 291—1998相关条文的对比分析。将有限元软件与规范公式计算的面板在集中荷载作用下弯矩及内力结果进行比较。结果表明,偏置荷载下的弯矩计算宽度b′_(c)=0.5b_( c)+y的限制条件“当b′_(c)>B时,取b′_(c)=B,当b′_(c)<B时,取b′_(c)=0.5b_(c)+y”较符合面板受力的实际情况。

带式输送机滚筒主要技术参数计算方法研究

以带式输送机滚筒的结构特点为基础,建立滚筒体的力学模型,探讨滚筒接盘间距、滚筒轴平均直径和滚筒体壁厚的设计计算方法.从减小滚筒体和滚筒轴弯矩的角度考虑,滚筒的接盘间距是滚筒设计的最重要参数,它存在着能够使滚筒重量最小的最佳值,并对滚筒轴直径和滚筒壁厚有显著影响.采用材料力学与弹性力学相结合的方法计算滚筒壁厚,概念清楚,在目前条件下是一种行之有效的实用算法.