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钢管初应力对钢管砼拱桥承载力影响非线性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
基于非线性问题的平衡方程和空间梁单元非线性几何方程,推导了一般线弹性关系下计入初应力影响的空间梁单元显式切线刚度矩阵。针对钢管混凝土哑铃型截面的构造特点,提出了组合空间梁单元法,较好解决了哑铃型截面钢管初应力的计算与存储问题,并给出了承载力分析时单元划分的具体方法,编制了专用计算程序,计算结果与试验吻合良好。开展了不同钢管初应力系数、不同截面含钢率和不同跨径对钢管混凝土拱桥承载力的影响分析。结果表明,钢管初应力将使钢管混凝土拱桥的承载力降低,降低幅度与拱肋截面型式有关,承载力最大降低值可超过30%。最后给出了三种考虑钢管初应力影响的常用拱肋截面型式拱桥承载力影响系数实用计算公式。 相似文献
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有初应力钢筋混凝土压弯扭构件非线性有限元分析 总被引:1,自引:0,他引:1
钢管初应力是钢管混凝土在大跨度桥梁,高层超高层建筑应用中广大工程技术人员关心的问题,本文在钢材随动强化模型和混凝土边界模型的基础上编制了计算有初应力的钢管钢混凝压弯扭构件全过程曲线的非线性有元程序。 相似文献
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《实验力学》2020,(3)
提出一种新型波纹缀板-方钢管混凝土组合(CSTCB)柱,是在柱四角布置方钢管并沿高度方向焊接波纹缀板形成钢骨架,向腔体内灌注混凝土而成。为研究CSTCB柱的轴压性能,对两个不同缀板间距的试件进行了轴心受压试验,并采用ABAQUS软件进行了有限元模拟。在比较试件破坏形态的基础上分析了试件受力机理,探讨了钢管壁厚、混凝土强度、钢材屈服强度和缀板间距对CSTCB柱承载力的影响。研究表明:CSTCB柱具有较高的承载力和延性,波纹缀板与钢管形成的钢骨架对混凝土有较强的约束作用,破坏形态为方钢管屈服及混凝土压碎;有限元计算结果与试验较为吻合,且增大钢材强度、钢管壁厚以及混凝土强度均能有效提高试件的承载力,但试件的延性随着混凝土强度的增大而降低。基于相关规范公式,建议了CSTCB柱的轴压承载力计算公式。本文研究对新型组合柱的工程应用具有一定参考价值。 相似文献
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采用空间杆单元模拟结构杆件,基于徐变作用下钢管与核心混凝土黏结良好因而应变协调的特点,结合徐变的时间步增量分析方法,建立适合钢管混凝土空间桁拱徐变分析的单一单元模型并开发了程序,对湖南茅草街大桥(主跨为368 m的中承式钢管混凝土拱)进行了《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)规定的两种徐变模式下拱肋下挠、截面应力以及杆件内力重分布的对比分析。结果表明:本研究的钢管混凝土杆件单一单元模型相对于常规的双单元模型能提高计算效率;两种徐变模式下计算的由徐变引起的拱肋下挠、截面应力重分布非常明显,杆件内力重分布不太明显;相对而言,后一种徐变模式下徐变对拱肋受力行为的影响更强些。 相似文献
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钢管混凝土拱桥界面脱空光纤传感研究 总被引:2,自引:0,他引:2
基于光时域反射技术,进行了分布式传感光纤检测拱桥钢管混凝土交界面脱空的研究。通过试验确定了光纤在钢管内的布置型式和保护型式,使得光纤能在钢管内准确定位并有效保护,实际工程中存活率达到80%;构建全自动力-光耦合试验系统,进行了交界面脱空传感试验和预应变大比尺钢管混凝土界面脱空仿真试验,建立了力-光耦合本构关系,试验中脱空初始感知开度达到0.1mm,动态范围达到4.8mm,脱空定位达到0.2m。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中,检测到大面积脱空,并确定了脱空开度、位置及范围,对于提升大型桥梁工程无损检测水平具有实用意义。 相似文献
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大瓣片高强钢球壳板冲压成形应力测试与分析 总被引:2,自引:0,他引:2
为对大瓣片高强钢球罐壳板成形过程进行应力测试与分析,在分析壳板成形工艺特点和力学特征的基础上,提出了在板材上附加随动测试架的测试方法,该测试架可随板材运动,实现对传感元件的保护,保证测试信号的输出,同时不干扰壳板的工艺条件,实现了准确测定冲压加工过程中特定状态下板壳内的应力分布及变化规律的目的。测试表明,压力加工过程中,当模具完全冲压到位时,在模具中心区域出现最大拉伸应变,应力值也最大,而卸载后该区反而出现了很小的压应力,这对容器的安全是有利的。因此在压制过程中只要控制冲压变形量,使得中间部位应力值小于材料的强度极限,就可保证板材不发生工艺性破裂,而且成形完成后该区也无不利的力学因素。 相似文献
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基于空腔膨胀理论建立工程模型是研究侵彻问题的常用方法。针对射弹侵彻蜂窝钢管钢管约束混凝土靶问题,考虑被打击单元钢管及其外围混凝土的综合约束作用,粉碎区混凝土采用Hoek-Brown (H-B) 准则,建立了蜂窝钢管约束混凝土靶的准静态球形空腔膨胀模型和刚性弹侵彻深度预测公式,并分析了综合约束刚度对侵彻过程的影响。算例表明:蜂窝钢管约束混凝土靶不同于半无限混凝土靶,侵彻过程中的扩孔压力不为常数;综合约束刚度越大,扩孔压力越大;侵彻深度预测公式计算结果与文献侵彻试验吻合较好。 相似文献
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介绍了利用曲厚壳单元对斜板拱桥进行空间受力分析,并将曲厚壳单元所得结果与采用实体单元分析的结果和模型实验所得结果进行了比较,证明利用曲厚壳单元来分析斜板拱桥是行之有效的。 相似文献
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《International Journal of Solids and Structures》2005,42(24-25):6433-6456
A recently developed plate theory using the concept of shape function of the transverse coordinate parameter is extended to determine the stress distribution in an orthotropic functionally graded plate subjected to cylindrical bending. The transfer matrix method is presented to derive the shape function. The equations governing the plate deformation are then solved analytically using the transfer matrix method for arbitrary boundary conditions. For a simply supported functionally graded plate, a comparison of the present solution with the exact elasticity solution, the first- and third-order shear deformation plate theories is presented and discussed. It is demonstrated that the present method yields more accurate stresses than the first- and third-order shear deformation theories. The effect of boundary conditions and inhomogeneity of material on the displacements and stresses in functionally graded plates are investigated. A multi-span functionally graded plate with arbitrary boundary conditions is further considered to demonstrate the efficiency of the present method. 相似文献
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A new method that combines phase shifting photoelasticity and transmission Coherent Gradient Sensing (CGS) is developed to
determine the tensorial stress field in thin plates of photoelastic materials. A six step phase shifting photoelasticity method
determines principal stress directions and the difference of principal stresses. The transmission CGS method utilizes a standard
four step phase shifting method to measure the x and y first derivatives of the sum of principal stresses. These stress derivatives are numerically integrated using a weighted
preconditioned conjugate gradient (PCG) algorithm, which is also used for the phase unwrapping of the photoelastic and CGS
phases. With full-field measurement of the sum and difference of principal stresses, the principal stresses may be separated,
followed by the Cartesian and polar coordinate stresses using the principal stress directions. The method is demonstrated
for a compressed polycarbonate plate with a side V-shaped notch. The experimental stress fields compare well with theoretical
stress fields derived from Williams solution for a thin plate with an angular corner. 相似文献
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A method is developed for determining the three displacement components by the method of holographic interferometry from two
interferograms used to measure residual stresses by hole drilling. The displacements are determined at the intersection points
of the principal axes and the hole boundary. The method is experimentally validated by measuring the stress state of a plate
under uniaxial tension
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Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 41, No. 8, pp. 111–117, August 2005. 相似文献
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Two Dimensions Residual Stresses Analysis Through Incremental Groove Machining Combined with Electronic Speckle Pattern Interferometry 总被引:1,自引:1,他引:0
In this study a new residual stress determination method in two directions simultaneously is presented. This method is based
on stresses relaxation in a groove that is machined incrementally. The residual stresses relaxation occurs simultaneously
from both the depth and the length of the groove. Thus, measuring the surface strain field generated by the relaxation enables
to determine the stress gradient both along the depth and the length of the groove. To measure the surface strain in a direction
perpendicular to the groove, a digital speckle pattern interferometer is used. This method is suitable when the residual stress
field in the structure varies in the depth as well as along the surface of the part, like for example in a welded structure.
The method is tested here on an aluminium plate in which a central band has been shot peened. 相似文献
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提出了一种设置反拱结构的拱桥加固方法,该方法是通过在主拱圈拱肋下方设置反拱,在反拱和拱肋之间用竖杆相连,并通过抗弯预埋件和抗剪锚栓把反拱的拱脚和拱肋连接,使反拱结构和原主拱圈共同形成结构受力体系。本文基于有限元参数分析方法,通过设置6个不同参数:拱的矢高f1、拱的拱轴系数m1、反拱的矢高f2、反拱的拱轴系数m2、反拱与待加固拱的等效半径比i、反拱纵向长度与待加固拱的总跨径的比值Kr,以考虑不同拱桥、反拱结构参数对原拱桥关键截面内力、跨中挠度及整体屈曲系数的影响。基于大量计算数据的参数拟合,分别获得跨中弯矩、跨中挠度、拱脚弯矩、拱脚推力、整体屈曲系数的拟合表达式。通过对拟合数据的分析,获得了反拱加固的拱桥结构力学特性的相关变化规律。最后对一个100m跨径拱桥进行加固计算分析,结果表明:本文提出的加固方法不但可以显著提高待加固桥梁的整体刚度与稳定性,而且可有效地降低主拱关键截面的内力。 相似文献
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预应力混凝土斜拉桥空间非线性恒载索力优化 总被引:1,自引:0,他引:1
本文建立了斜拉桥索力优化的非线性规划模型,其中以斜拉桥主梁和索塔的弯曲应变能为目标函数,以各斜拉索的索力为设计变量,结构应力及索力为约束条件,采用一阶分析法进行求解,用以确定成桥合理状态的索力。在计算中,考虑大跨度斜拉桥各种几何非线性因素的影响,并列出了优化模型的具体表达式及优化过程中的关键求解策略。应用该法和空间非线性有限元分析程序分析了某大跨度预应力混凝土斜拉桥的合理成桥状态,计算结果表明:该方法简单、有效。 相似文献