螺溪洲大桥非标准梁架桥机稳定性分析

非标准梁在吊装作业时,其吊点布局与标准梁存在显著差异,这一差异直接导致了架桥机的受力分布及潜在的最薄弱受力点的变化。为了确保架桥机在吊装过程中的安全性,需对架桥机的受力特点进行分析,并针对其最不利受力位置给出对应的局部加强方案。以螺溪洲大桥项目起吊35 m非标准梁为实际工程背景,采用Midas Civil软件进行有限元分析,对吊装过程中不同工况下架桥机的受力状态进行了数值模拟,通过分析架桥机主梁挠度与应力进而确定其最不利荷载工况。同时,天车在横梁上移动时横向无约束,这可能导致架桥机在偏载情况下发生侧向失稳,因而还需分析其在最不利工况下的整体屈曲强度与局部稳定性。结果表明:在最不利荷载作用下,架桥机主梁的最大应力为140.4 MPa,最大竖向变形为44.4 mm,相较于吊装32 m标准梁体时,其最大竖向变形增幅约12%,最大应力增幅约8%;架桥机整体安全稳定系数为12.8,局部稳定系数远小于整体安全稳定系数。为确保架桥机腹杆的局部稳定性,应对中间区段增设腹杆进行局部加强设计,防止腹杆发生局部屈曲失稳。

城市立交桥钢箱梁顶推滑移整体受力及局部稳定性分析

针对城市立交桥钢箱梁顶推滑移施工问题,以洛阳市王城大道瀍涧立交主线钢箱梁工程为依托,采用有限元软件Midas-Civil建立钢箱梁顶推滑移模型,分析整体结构在各个施工工况下的应力与变形,基于弹性薄板理论,研究了纵向顶推力作用下钢箱梁局部稳定性。结果表明:在顶推滑移施工中,钢箱梁和导梁应力、变形均在规定范围内,导梁最大应力值为189.3 MPa,而钢箱梁应力值较小;未设置加劲肋的钢箱梁腹板在纵向顶推力作用下,易发生屈曲变形;当腹板设置加劲肋后其屈曲临界应力有效增大,腹板局部最大应力值下降32.98%,设置加劲肋对提高钢箱梁局部稳定性效果明显,设置横隔板能够有效控制钢箱梁顶板及底板变形。

水池局部抗浮设计探讨

以带柱水池为分析对象,对水池的局部抗浮采用了手算、有限元计算法。对比计算结果发现:在设计中常用的将支撑结构均匀分摊面积的做法是不合理的,容易造成浪费;局部抗浮安全系数为1.00的手算结果,与有限元计算结果相近,故认为在整体抗浮满足要求的情况下,可适当降低局部抗浮稳定安全系数。

防屈曲支撑的工作机理及稳定性设计方法

防屈曲支撑(BRBs)是一种兼具普通支撑和金属耗能阻尼器双重功能的新型支撑形式。虽然其概念简单明确,但是工作机理却较为复杂,而目前人们对此类支撑的本质工作机理还没有得到充分的认识,因此很难提出较为全面合理的构件稳定性设计方法。本文对防屈曲支撑的工作机理进行了剖析,比较了目前已有的构件整体稳定性设计方法并指出了其中存在的问题,进一步提出应重点考虑间隙、边界条件以及摩擦力等因素的"强度-刚度"整体稳定设计方法的观点;从理论上推导了支撑内芯屈服段与约束构件之间的局部挤压力计算公式,揭示了支撑构件局部失稳破坏的机理,并进一步提出应重点考虑内芯板件宽厚比、间隙以及局部约束条件三者相关关系的支撑构件局部稳定设计方法的观点。

陡倾矿体充填法采矿充填体稳定性研究

理论研究是分析力学问题基本手段,应用理论方法分析充填体整体稳定性的前提条件是存在明确的滑移面。前人许多研究成果基于考虑充填体与围岩接触面即为滑移面,但将接触面作为滑移面分析充填体稳定性缺少数据支持。本文结合前人研究成果,并根据金川二矿区地表变形特征,考虑倾斜(直线和曲线)滑移面,进而解析得到充填体内部竖向应力微分表达式;根据二矿区开采分层充填体的实际情况,考虑为简支梁模型,求得分层充填体局部稳定性的理论解析解;运用数值模拟软件分析二矿区充填体底板最大、最小主应力,判断了充填体发生破坏失稳的可能性。结果表明:充填体不会发生整体失稳垮塌,但充填体局部发生变形破坏的可能性还是存在的,对于双中段开采的上部采空区,充填体发生变形破坏的可能位置位于两侧角点,对于双中段开采的下部采空区,变形破坏位置稍有扩大,但也集中在两侧角点附近,应及时采取合理的支护措施,防止发生充填体局部失稳破坏。

膜型网壳结构巨型网格结构的整体与局部稳定性研究

针对子结构为单层膜型网壳的圆柱面交叉立体桁架系巨型网格结构 ,分析了结构的构成、形体参数 ,建立了几何非线性力学模型 ,编制了相应的稳定分析程序。着重研究了整个结构的稳定性能、失稳形式 (局部失稳与整体失稳 )、局部失稳与整体失稳模态等 ,就不同的失稳形式进行了一系列的参数分析 ,研究了各参数对结构的失稳形式及极限载荷的影响 。

面板堆石坝坝身溢洪道局部和整体稳定性分析

研究了岩基上面板堆石坝坝身溢洪道的稳定性,包括泄槽底板的局部稳定性和溢洪道与坝体的整体稳定性。首先推导带水平加固措施的溢洪道底板静力抗滑稳定安全系数计算式,分析坝身溢洪道局部稳定性;然后运用正交设计直观分析方法,对底板抗滑稳定敏感性进行研究。结果表明,增大加固措施长度、减小溢流平均流速及底板长度有利于泄槽局部稳定,而底板厚度和宽度对稳定性的影响较弱。以某溢流面板堆石坝工程为例,分别运用底板安全系数计算式和有限元强度折减法分析溢洪道的局部和整体稳定性,结果表明该溢流面板堆石坝溢洪道满足稳定要求。

砂土地层中不同支护模式下盾构隧道开挖面稳定性研究

防止盾构隧道开挖面失稳的关键是合理设置不同盾构支护平衡模式下的支护压应力。在改进的筒仓楔形体模型计算方法得出的开挖面松动土体对刀盘压力呈近似呈抛物线分布的基础上,研究了气压支护模式、泥水支护模式和土压支护模式下,盾构隧道开挖面分别在地下水位以上和地下水位以下时开挖面的稳定性,研究结果表明:有效支护应力均匀分布时,除粘土开挖面下部失稳外,其余土体均为开挖面中下部失稳;有效支护压应力呈上小下大的梯形分布时,除软粘土开挖面下部失稳外,其余土体均为开挖面上部失稳;有效支护应力呈上大下小的梯形分布时,所有土体开挖面均为下部失稳;在气压、泥水和土压平衡支护模式下,开挖面在未到达筒仓楔形体模型所假设的开挖面整体失稳前,开挖面已经发生了局部失稳,采用筒仓楔形体模型确定的极限稳定支护力是不安全的。最后给出了开挖面松动土体对刀盘压应力公式中计算参数的无量纲化图,以方便实际工程运用。

基于蒙皮效应钢梁的静力性能研究

采用数值试验的方法分析了基于蒙皮效应的钢梁在静力情况下的力学性能.给出了该新型钢梁的应力分布情况,并与H型钢梁、箱型钢梁的承载能力进行了比较.研究表明,相同跨度、相同质量的新型钢梁具有更高的承载能力,并且随着跨度的增加,合理设计的新型梁的承载力具有更加明显的优势.

土钉墙设计中计算方法的探讨

本文中介绍了建立在直线滑裂面与圆弧滑裂面假设的土钉墙计算设计方法；指出土钉墙设计应以计算控制设计，而不是验算控制设计；介绍土钉墙动态设计与编程实现方法；并给出采用作者程序设计的土钉墙实例。

竹皮轴压箱形构件整体稳定性能试验研究

基于114个竹皮箱形截面柱进行了轴心受压试验,研究了0.35 mm与0.5 mm两种厚度规格竹皮制作的等边箱形截面柱在不同宽厚比下的整体稳定性能。基于试验结果,分析了竹皮箱形截面柱的失稳破坏形态和整体稳定系数。试验结果表明,箱形截面构件在受荷时同时存在局部失稳与整体弯曲失稳,其中,长细比小于临界长细比的构件在受压时以局部失稳为主,长细比大于临界长细比的构件以整体失稳为主。通过对试验数据分析拟合,计算了两种规格竹皮各3种宽厚比箱形截面构件的临界长细比值,提出了竹皮轴压箱形构件柱子曲线与承载力设计方法,为学生在结构设计竞赛中进行构件截面设计提供科学的理论依据和计算公式。

深圳湾体育中心钢结构屋盖稳定性能研究

深圳湾体育中心钢结构屋盖为超大跨度空间结构,由单层网壳、双层曲面网架及竖向支撑系统构成。单层网壳为复杂的空间曲面网格结构,采用箱形弯扭构件编织而成的四边形网格构成。首先基于弹性屈曲分析方法,深入地研究了结构的失稳模态和成因;其次,通过全过程跟踪结构的平衡路径,对结构非线性弹性和弹塑性稳定性能进行了研究,揭示了该类网壳结构的特殊失稳机理,提出针对该工程网壳结构的稳定设计准则;最后,采用有限元对网壳的局部稳定进行了分析,基于分析结果给出了网壳构件的计算长度系数取值。

大跨钢管拱桥船撞连续垮塌过程及关键参数研究

为研究大跨钢管拱桥在船撞作用下的受力机理,以瑞典阿摩尔桥(AlmBridge)船撞垮塌事故为工程背景,船撞力基于AASHTO规范,采用理论公式、三维非线性有限元整体和局部模型,从结构参数和船撞力两方面研究大跨钢管拱桥船撞作用下的连续垮塌过程,并分析关键影响因素。结果表明:阿摩尔桥整体结构宽跨比较小,横向稳定性不足,且缺乏结构冗余度;主拱钢管截面径厚比与临界屈曲应力成反比;船撞作用值和撞击面积也极大影响临界屈曲应力。连续垮塌过程为:船撞作用下钢管截面变形,降低屈曲临界应力;撞击处局部屈服使拱轴压应力增大,至临界应力后局部失稳破坏,导致整体结构垮塌。

轴心受压钢构件板件宽厚比限值的分析

随着单层钢结构厂房在铁路生产房屋中的广泛应用,多数钢结构厂房柱应力水平低的现象越来越突出,造成单层钢结构厂房结构设计的经济性较差。其原因是现行《钢结构设计规范》(GB50017—2005)中受压钢构件板件的宽厚比限值与其应力水平无关,按此设计的厂房柱截面多偏大而过于保守。对轴心受压钢构件板件宽厚比限值的推导过程加以重新审视,引入应力相关折减系数,按照修正的等稳定性原则,统一分析轴心受压构件的板件宽厚比限值,并通过数据拟合,提出更加合理实用的限值公式。新的限值公式与板件的应力水平相关,与理论计算结果吻合较好。

基于槽壁稳定性的地下连续墙成槽施工泥浆重度计算方法

文章采用极限平衡法,分别建立了地下连续墙成槽施工槽壁土体整体稳定性和局部稳定性力学模型,推导得到了保证槽壁稳定的成槽施工泥浆重度临界值计算公式,形成了基于槽壁稳定性的地下连续墙成槽施工泥浆重度设计方法,并进行了实例应用。结果表明:所建立的泥浆重度设计计算方法是可靠的,且在类似工程的松散砂卵地层中,宜采用考虑槽壁局部稳定时的泥浆设重度计算值。

黏土地层浅埋盾构隧道开挖面三维稳定性上限分析

基于隧道开挖工程实际的破坏形态,提出了更接近于实际的开挖面三维失稳破坏模式,由开挖面前椭圆对数螺旋体和拱顶上部半椭圆球体组成土体松动区,为方便计算将前者划分为多个椭圆锥体滑块,利用极限分析上限法推求出隧道开挖面上极限支护压力的目标函数,并通过与已有文献结果对比验证了方法的正确性。研究结果显示,土体内摩擦角对松动破坏区有显著影响,内摩擦角的增加会导致松动区明显缩小。对于整体失稳和局部失稳两种情况,极限支护压力随埋深比C/D、地层容重和地面超载均呈线性增加关系,而地表超载的影响相对较小;但局部失稳时,当埋深比超过一定值时,极限支护压力不再受埋深比C/D的影响;两种破坏模式计算所得极限支护压力随黏聚力和内摩擦角的增加均分别呈线性减小和指数衰减的趋势;当内摩擦角介于5°~30°之间时,整体和局部失稳两种模式结果差距较大,且埋深比C/D越大差距越大;相比土体的黏聚力和容重,内摩擦角对开挖面支护压力的影响更为显著。研究成果进一步完善了开挖面稳定性的评价体系,可为浅埋盾构隧道施工中开挖面支护压力的设计提供借鉴。

美日欧中规范钢桥压杆稳定性计算对比研究

在进行稳定设计时,大部分规范同时考虑构件的整体稳定和板件的局部稳定,不同规范的稳定设计方法差异较大。介绍美国、日本、欧洲、中国四种钢结构桥梁规范中的稳定设计方法,通过将整体稳定折减系数和局部稳定折减系数分别表示为相对长细比和相对宽厚比的函数,绘制4种规范下的稳定折减系数曲线进行对比。同时,针对桥梁工程中常用的翼缘厚度小于40 mm的H形截面杆件,根据各规范中对应的曲线,结合算例计算其稳定折减系数。结果表明:对H形截面受压杆件,整体稳定折减系数为美国规范最大,日本和欧洲规范其次,中国规范最小;局部稳定折减系数为美国和欧洲规范较大,日本和中国规范较小。中国规范在稳定设计方面最为保守。

钢结构稳定设计中相关问题探讨

在石油化工工程设计领域,钢结构因其强度高、工业化程度好、自重轻等优势,被大量采用,但是由稳定性设计不合理或概念不清而导致事故发生或材料大量浪费现象时有发生。因此,合理完成结构稳定性设计对石化行业钢结构工程起到关键性作用。首先基于ANSYS有限元软件对轴心受压柱进行特征值屈曲分析;其次就钢结构稳定性设计中涉及到的相关问题进行总结、分析,并针对该问题作了总结,提出了一些提高、改善结构稳定性的相应措施,希望对合理完成钢结构稳定设计起到一定的借鉴作用。

G550高强钢构件的受压稳定

应力等级为G550(屈服强度和抗拉强度都是550MPa)的钢材是一种典型的厚度不到1mm的高强冷轧钢板,许多年来这种钢材一直被用作护墙板或盖板,但是现在被用作结构构件,例如屋面桁架和钢框架房屋中的墙架。这种钢材应变硬化低,抗拉强度和屈服应力的比值是1.0。本文概述了悉尼大学有关这种钢材稳定的一个主要研究项目。进行了短柱和长柱受压构件的试验并和设计规范以及有限元分析进行了对比。

潜艇耐压船体周向应力分布不均匀性对稳定性的影响

在考虑了环肋圆柱壳在静水压力作用下失稳前周向应力分布不均匀性的基础上，具体提出了其径向变形的近似公式，并由此推导出了总体稳定和局部稳定的理论临界压力公式。实例计算表明其精度提高，同传统的计算公式相比较，物理意义明确，计算结果精确。