预应力空间网架结构一次张拉计算法

反复张拉和反复调整预应力杆的内力是目前工程上常用的施工方法,该方法十分麻烦且费时费钱.为此提出了预应力空间网架结构一次张拉计算法,将逐次增加预应力杆的预应力值作为未知数,通过结构力学方法,建立预应力准则方程式并求解之;然后计算每次预应力时各预应力杆的控制值、后张预应力对先张预应力杆的影响值,以及网架结构杆件内力和节点变位,直至最后一次预应力时,得到各预应力杆的最终设计内力值及网架结构的内力和变位.采用本文方法对文中算例的计算结果说明,预应力杆的内力值在预应力张拉全过程中无须调整,可一次性完成预应力施加的操作过程.

拉索预应力空间网格结构的索张力计算及张拉全过程分析

实际工程中,对于拉索预应力空间网格结构的索张拉是一个需要反复调整的繁琐过程。对此,提出了一种针对多阶段多批次张拉施工全过程分析的计算方法,用以提高索张拉施工的效率。该法通过不断减小拉索实际张力与目标张力的差值来求解各索在张拉过程中应该产生的初始应变,最后只要利用计算结果并按照预定的顺序张拉,便可使所有索只经过一次张拉就能最终达到各自的目标张力值。对一个150 m跨度的拉索预应力球面巨型网格结构进行了计算,并利用计算结果,对结构的杆件内力和最大节点位移进行了张拉全过程跟踪分析。结果表明,在实际工程中采用上述方法进行计算与张拉是切实可行的,另外,在张拉过程中进行跟踪分析十分必要。

结构与材料参数变化对折线配筋先张梁局部应力的影响

为了深入研究折线配筋先张梁的力学性能,在优化选定的折点半径基础之上,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,探讨了折点弯折角度、预应力筋布置间距、混凝土强度等级等结构、材料参数变化时先张梁折点局部应力状态与变化规律。研究结果表明:折点弯折角度对折点处σymax影响较小,但较大折角会使折点应力集中程度得到一定缓和;预应力筋间距虽然对折点处应力分布状态影响不大,但需要注意间距较小时在横向上可能产生的应力叠加现象;由于应力水平较低时不同强度等级混凝土的本构关系差别不大,对于预应力筋折点采用优化半径的先张梁,混凝土强度等级变化对折点处应力状态影响较小。

钢包旋转塔的倾覆安全分析

介绍了钢包旋转塔的工作性质、结构特点和潜在危险 ,其抵抗倾覆的主要联接件地脚螺栓的结构、安装方法和预紧力的计算 ,在工作载荷、安装载荷下的强度分析 ,并探讨在生产运行期间的检查。

折线先张法拉板式弯起器的受力特点及影响参数

为了研究折线先张法施工中拉板式弯起器的受力特点以及弯起器导向孔与钢绞线接触范围变化对弯起器的受力影响,通过分析折线张拉时钢绞线在弯起器处的受力状况,根据合力等效原则推导了弯起器导向孔受不同接触范围外荷载时外荷载与均布荷载换算公式,并采用大型通用有限元软件对接触范围进行参数化分析与研究。结果表明:拉板式弯起器工作时的最大拉应力出现在导向板底部与拉板槽口的交接处,当钢绞线与导向孔接触范围为30°时该最大拉应力为290 MPa,且导向孔内壁附近局部出现较大拉应力;随着钢绞线与弯起器导向孔接触范围的不断变化,弯起器导向板上应力分布情况大致相同,仅在导向孔内壁局部区域会有较明显差异。

CRTS Ⅲ型先张法轨道板生产线预应力筋张拉模具的静力分析

CRTS Ⅲ型双向先张法预应力轨道板是我国自主研发的新型轨道板。其生产制作正在由原有的固定式作业向生产线作业转变。原有的基坑式生产模具依靠模具本身的结构来消除先张法预应力对模具造成的变形。本文提出一种全新的适合生产线生产的模具,在其模具上增加预应力反力张拉杆,通过给模具横向和纵向施加规定的预应力钢筋张拉反力,减小模具自身变形,实现改善轨道板上拱变形的目的,提高轨道板的合格率。全新的轨道板模具承受载荷大,受荷时间长,其结构强度和刚度直接影响成品板的质量。利用ANSYS软件对该轨道板生产线预应力筋张拉模具进行有限元分析,研究模具在各种作业工况下的应力和变形,验证了模具设计的合理性,为模具设计提供可靠依据。

一种新型先张法预应力混凝土板梁设计及精细化分析

针对现行预制空心板梁存在的主要缺陷,在保留先张法工艺和低结构高度等优点的前提下,对其截面构造和横向连接构造等进行改进和优化,提出一种新型先张法预应力混凝土板梁。采用ABAQUS有限元软件对其进行线弹性分析和非线性分析,全面了解新型板梁单板和横向连接构造的受力,从而验证新型板梁具有良好的受力性能。

螺栓失效对压剪复合型弹性车轮强度安全性影响

弹性车轮螺栓用以紧固轮芯和安装环,在工作过程中承受预紧力和拉伸载荷,其应力状态对弹性车轮的运行安全至关重要。通过建立弹性车轮三维有限元模型,模拟螺栓在螺栓载荷作用下的初始受拉状态,利用接触单元和目标单元模拟各部件之间的接触状态,设置过盈量模拟轮芯与安装环之间、橡胶与轮辋之间的初始过盈接触状态。参考国际铁路联盟标准UIC 510-5和欧洲标准EN 13979-1,计算分析螺栓失效对弹性车轮整体静强度的影响。研究结果表明,螺栓未发生失效时,车轮各部件的危险系数均不超过0.61;综合分析多种工况下轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的最大Von-Mises应力,其应力均随螺栓失效个数的增加而增大;螺栓失效后,运行工况下轮辋的最大Von-Mises应力无明显变化;当5个螺栓发生失效后,轮辋、轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的危险系数分别为0.27,0.92,1.01,0.95,0.40。所得结论可为轨道车辆弹性车轮静强度校核提供参考。

先张法预应力道路板的受力性能

以湖州某构件厂施工现场临时道路为工程背景,基于ABAQUS软件有限元数值模拟方法,分别研究了先张法预应力道路板在预应力施加及车载作用下的受力性能,包括板的应力及位移变化规律。研究结果表明:预应力道路板在施加预应力后,沿板纵向从板中部至板边应力及位移均逐渐减小;道路板板顶应力从车载作用位置至板边的变化规律是沿板纵向先减小后增大,横向为应力逐渐减小;道路板位移沿板纵向从板横边至交界处逐渐增大,沿横向从车载作用位置至两边位移逐渐减小。

梁柱承载式自平衡单层拉索幕墙设计

单拉索点式幕墙美观、通透,装饰效果非常出色,但是存在拉索结构拉力较大,对主体结构强度、刚度要求较高的情况,尤其是原方案中未考虑、而后期需采用拉索幕墙时,很难有有效的应对措施。设计通过采用自平衡体系,平衡掉拉索的张力,使主体结构不再承受拉索的较大拉力是最优的解决办法。文章基此从自平衡体系的布置,拉索与钢结构的整体模型建立,拉索非线性加载和计算,荷载组合的配置等方面详细论述。并对该类型项目的预拉方法和施工过程中的注意事项进行了阐述。

PHC管桩在深厚软土地区驳岸挡墙中的应用研究——以福州青口某工程为例

福州地处东南沿海,淤泥分布范围广且力学性能较差,在深厚的淤泥地层上修建驳岸挡墙,常常会出现驳岸挡墙造价高、工期长或者工后沉降大等各类问题。文章以福州青口某工程为例,依据项目特点和场地条件,将先张法预应力高强混凝土管桩和扶壁式挡土墙应用到驳岸挡墙设计中,同时,利用生态板桩作为施工围堰。为了对支护结构进行合理分析,采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立支护体系的有限元模型,对管桩的内力、变形及支护体系的整体稳定性进行分析,提出以特征点的水平位移和折减系数关系曲线上曲率最大拐点结合桩顶位移10mm对应的折减系数作为整体稳定安全系数判据,深入探讨了管桩在深厚软土挡墙中的设计应用要点。

单层平面索网结构找形分析

由于横索悬垂、复杂边界和不对称张拉等因素影响,大尺度单层平面索网玻璃幕墙中出现玻璃安装困难和索力耦联等问题。提出了单层平面索网结构的找形问题,并分析了该问题的独有特点和解决的必要性。针对此类找形问题,文中对非线性有限元逆迭代法进行推广,提供了方便实用的解决方法。为了提高迭代的收敛速度,引进了找形差值修正比例因子矩阵,并给出了该矩阵元素的具体计算公式。算例证明,该方法精确实用,表明单层索网玻璃幕墙支承体系的找形分析非常必要,而且经找形后的索网索力分布更均匀,减少了两个方向索力的耦联,提高了索网结构的安全性和经济性。

折线配筋先张梁折点半径优化

为了深入研究折线配筋先张梁的力学性能,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了折点半径R对折点处应力状态的影响规律,对影响先张梁折点局部应力集中现象主要因素的预应力筋折点处圆曲线半径进行了优化;并综合考虑了工程实际中的构造要求等多方面因素后,选定R=600mm为预应力筋折点最优半径,为先张梁力学性能进一步的实验研究与理论分析打下了基础。

多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法

该文提出多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法,将某一阶段第i次对i预应力杆增加的预应力值作为未知数,通过结构力学方法建立该阶段预应力准则方程式并求解之。然后可计算该阶段i次预应力各预应力杆的控制值(包括各预应力杆原有的内力值),后张预应力对先张预应力的影响值,以及网架结构杆件内力和节点变位,直至该阶段最后一次预应力时得到该阶段各预应力杆的设计内力值及网架结构内力和变位。重复这样的分析计算可得到多阶段预应力网架结构预应力杆的最终内力控制值及网架杆件内力和节点变位。采用该方法,预应力杆的内力值在预应力张拉过程中无需调整,可一次性完成预应力施加操作过程。该文中附有算例说明,计算结果表明:提出的多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法是正确、可靠和有效的。