三维实体退化虚拟层合梁单元在梁极限承载力分析中的应用

提出采用三维实体退化虚拟层合梁单元计算梁极限承载力的方法。考虑结构的几何非线性和材料非线性,利用该单元编制了极限承载力计算程序,并将其应用于梁极限承载力的分析。计算实例表明,该单元收敛快,稳定性好,在单元数较少的情况下,具有较高的精度。由于能克服块体单元或梁段     

U型加劲板稳定极限承载力影响因素分析

为研究U型加劲板稳定极限承载能力受初始几何缺陷、焊接残余应力以及荷载偏心距等因素的影响, 采用考虑几何与材料双重非线性的有限元模拟方法, 对各影响因素进行参数分析. 结果表明, U型加劲板的稳定极限承载能力受初始几何缺陷的影响明显, 而焊接残余应力对其影响较初始几何缺陷更为显著; 荷载偏心距对加劲板极限承载力影响明显, 极限承载力随偏心距的增加逐渐降低, 且偏向U肋一侧时的降低幅度更大.     

基于非参数回归的桥梁极限承载力预测

既有桥梁承载能力是桥梁健康工程的关注重点,建立承载力的非参数回归模型,用LOWESS稳健回归估计S-Q曲线,得出既有桥梁静载荷实验的非参数预测值.预测结果符合实际,具有良好的工程参考价值。     

预应力CFRP筋弯曲极限承载力理论与试验研究

为了得到碳纤维复合材料(Carbon Fiber-reinforced Polymer, CFRP)筋弯曲状态下的极限承载力, 开展了不同直径的CFRP筋在不同弯曲半径下抗拉极限承载力研究. 首先, 根据前人的理论公式, 分析CFRP筋直径和弯曲半径对弯曲抗拉强度的影响, 在此基础上建立CFRP筋在弯曲状态下极限承载力的理论计算模型; 其次, 利用建立的模型对2种不同直径的CFRP筋在3种不同弯曲半径下的弯曲极限承载力进行测试, 并将测试结果与理论模型计算结果进行对比, 验证理论模型的正确性; 最后, 通过CFRP筋弯曲状态下极限承载力理论计算模型, 对不同直径和弯曲半径的CFRP筋弯曲极限承载力进行预测. 结果表明 在相同弯曲半径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其直径的增大而减小; 在相同直径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其弯曲半径的增大而增大; 当弯曲半径大于5m时, 直径为10mm和12mm的CFRP筋的张拉效率均超过90％. 本文所建立的理论计算模型的计算结果与试验结果吻合较好, 可用于预测不同弯曲工况下CFRP筋的极限承载力.     

大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算

针对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力的计算问题,提出建立在三维实体退化虚拟层合单元理论基础上同时考虑结构双重非线性的空间分析计算方法,并对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算中的一些关键问题进行了探索研究,包括三维空间预应力效应的模拟;成桥内力的正确考虑;正确计及加载历史等。最后以一座典型的预应力混凝土连续刚构桥为例,给出了其具体的计算结果。分析表明,本文为考虑空间效应和破坏形态的大跨预应力混凝土桥梁全桥极限承载力分析提供了一种合理有效的途径,且计算方法具有很强的通用性。     

新老混凝土粘结的抗压强度塑性极限分析

对新老混凝土粘结试块进行了抗压强度研究,发现新老混凝土粘结在竖向受压情况下,其抗压强度远低于整浇混凝土的抗压强度.因此,对新老混凝土粘结试块的竖向抗压强度进行相关理论分析,并根据试验,提出了新老混凝土粘结的受压破坏机构;又利用塑性极限分析中的上限定理,得到了新老混凝土粘结抗压强度的理论解.对比理论解与试验值,发现理论解高于试验值,在详细分析原因后,对理论解进行了相应修正.     

带锈蚀栓钉的组合梁疲劳后抗弯承载力影响因素分析

为了探索钢-混组合梁锈蚀和疲劳后抗弯承载力的影响因素,开展了组合梁的理论和试验研究.基于断裂力学和疲劳剩余强度理论得到栓钉、钢梁和混凝土的剩余强度,在此基础上建立了一种组合梁抗弯承载力的计算方法,并利用5个试验梁进行了验证,最后选取混凝土强度、栓钉直径、疲劳加载上限、栓钉锈蚀率等影响因素进行参数分析.结果表明:随着栓钉锈蚀率增大,抗弯承载力呈现先慢后快的退化趋势,当锈蚀率为20%时,组合梁抗弯承载力下降9.1%;所建模型与试验值较为吻合,表明该模型具有良好的适用性;混凝土强度、疲劳加载上限、栓钉锈蚀率以及栓钉数是影响组合梁抗弯承载力的主要因素.     

大型钢结构人行景观天桥的有限元分析

采用有限元方法对大型钢结构人行景观天桥进行了静力学、温度应力、动力学模态和初步的抗震能力分析,并就桥自重作用下的最大竖向位移和实际观测结果进行了比较,两者是一致的.计算结果表明:人行景观天桥在常规、温度极值改变和多遇地震荷载作用等多种工况下,现有的设计方案具有足够的强度、刚度和抗震能力.     

大跨度钢箱梁结构桥面铺装早期破坏的分析

通过对一国内某悬索桥的桥面铺装早期开裂的分析，结合现场裂缝检测、钻芯取样试验得出：①利用有限元方法进行悬索桥桥面铺装应力分析，必须考虑荷载作用下U形肋加强处的负弯矩效应，通过实体单元与板单元相结合的方法模拟箱梁与桥面铺装；②钢桥面板U形肋结构参数的最优化设计是防止桥面铺装早期开裂的有效方法．     

奉化江大桥结构稳定性有限元分析

鉴于奉化江大桥复杂的空间结构形式,应用通用有限元程序Marc和杆系单元建立有限元模型,分析其在各种荷载条件下的强度、刚度和稳定性,确定各结构单元的材料性质、截面几何性质、边界条件等因素,然后计算其在各荷载工况下的位移和失稳形态．结果表明：该桥的刚度和稳定性满足安全要求     

桩基承载力自平衡测试技术及应用研究

结合工程实例,介绍了桩承载力自平衡试验的原理和方法.探讨了大直径、超长钻孔灌注桩的竖向承载性状,分析了桩端压浆对于提高桩基承载力的作用,研究了桩侧阻力和桩端阻力的发展规律及注浆前后的变化.测试结果表明：桩端压浆对提高桩基承载力,改善桩基沉降效果显著;桩端承载力提高3264kN,桩侧摩阻力提高较多,为6290kN;同时也表明自平衡技术可广泛应用于桩基承载力测试.     

城市单柱式点支承曲线桥的分析

本文以线性支承曲线梁理论为基础,对城市立交桥和高架桥中正在研究的单柱式点支承曲线桥提出解析方法。通过与曲线格子梁理论对比分析,验证了本方法的可靠性。作为实际应用,本文对天津市市政工程勘测设计院正在设计的一座单柱式点支承曲线桥做了计算分析,两种方法所得结果吻合很好。     

鄞县二桥稳定性分析

对国内少见的飞燕式、三片拱钢管混凝土系杆拱桥--鄞县二桥进行基于空间建模的稳定性分析.分别进行了线弹性、弹性大变形及弹塑性大变形的稳定计算,考虑荷载布置、拱肋初始几何缺陷、预应力等因素的影响,总结了些有益的结论,对该类桥梁的建设有一定参考价值.     

火灾后钢筋混凝土柱剩余承载力研究

进行了3个IS0834标准火灾作用后钢筋混凝土柱力学性能试验和3个常温下的对比试验,考察火灾作用对钢筋混凝土轴心受压柱和偏心受压柱破坏形态、变形特点及剩余承载力的影响．试验结果表明：火灾后钢筋混凝土柱在荷载作用下的破坏形态和常温下基本相同：在混凝土强度和升温条件相同的情况下,随着偏心率的增加,试件的承载力降低;火灾后偏压柱的截面应变分布基本符合平截面假定,但试件的抗弯刚度和极限承载力显著降低,经历90min的火灾作用后,试件的剩余承载力大约只有常温下极限承载力的25％～37％．     

卷边角度对C型冷弯构件抗畸变屈曲性能的影响

应用有限条程序研究斜卷边的角度对轴压和纯弯作用下C型截面冷弯钢构件的畸变屈曲临界应力的影响.采用直接强度计算法分别得到各构件受畸变屈曲后的极限承载力,并与直卷边构件的计算结果进行对比.结果表明:受轴压和纯弯作用下,卷边与水平方向夹角在90°~120°之间时,构件的畸变屈曲极限承载力有不同程度的提升,在105°时构件的极限承载力提升最为明显.结果可供C型冷弯薄壁斜卷边槽钢工程设计参考.     

对比分析两种规范确定的桩基竖向承载力

分析了《建筑地基基础规范》《建筑桩基技术规范》所确定的桩基承载力计算公式和参数影响。通过工程实例的对比分析，得到了两个承载力的差异程度，并对桩基规范的基础设计提出了建议的简化设计方法。     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点承载力研究

对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点和基本型节点进行主管轴压静力加载试验, 考察了支管搭接率和加劲板构造对节点受力性能的影响. 试验结果表明: 节点的破坏模式为支管根部侧面搭接焊缝开裂; 支管搭接率过大或过小均会降低搭接K形节点承载力; 加劲节点的屈服荷载和极限荷载较基本型节点分别提高6.5％和12.0％. 同时, 对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点进行了数值模拟、热点应力场演化分析和破坏机理探究, 推导了极限承载力计算式. 通过与节点试验结果对比, 验证了该计算式的精度.     

基于梁格法的某简支板梁桥荷载研究

以某简支板梁桥为例,利用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间梁格模型,分析了该桥的静力特性、动力特性,得到相应的理论值,并与实测值进行比较,对新建桥梁结构做出性能评估.结果表明:该桥整体刚度较大,承载能力较好,结构具有一定的安全储备.