梁格法计算双室箱梁弯曲效应的精度研究

为研究梁格法计算双室箱梁的精度,采用剪力-柔性梁格理论,建立单箱双室简支箱梁的梁格分析模型,研究了单箱双室箱梁在竖向集中力以及均布荷载作用下的弯曲效应。为对比梁格分析的精度,采用有机玻璃模型进行实测研究,并建立了基于板壳有限元的数值模型。通过对梁格模型、板壳模型和试验实测的纵向应力以及挠度值的比较得出:剪力-柔性梁格模型的计算结果总体偏小;在分析纵向应力时与试验结果的最大误差为8.8%,分析竖向挠度的最大误差为3.3%,表明梁格模型的精度偏低。考虑到剪力-柔性梁格法建模的便捷性,可以应用于结构的初步设计和力学分析。     

混凝土斜拉桥主梁剪力滞研究

针对处于压弯状态的混凝土斜拉桥主梁剪力滞效应问题,从新的角度指出剪力滞系数是弯矩和轴力分别产生的剪力滞系数的叠加,其大小与断面所受的弯矩与轴力的比值有关,并给出了剪力滞系数随弯矩轴力比变化的分布规律.采用平面与空间分析相结合的方法,研究了漂浮体系混凝土斜拉桥主梁剪力滞系数分布规律,指出:主梁剪力滞系数主要受轴力影响,并随着轴力的增大而趋于1;当活载弯矩占总弯矩的比例较大时,总剪力滞系数将向弯矩剪力滞系数靠拢,由此导致主梁不均匀应力将很大.设计时应引起注意.     

基于能量变分法的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究

通过能量变分法,提出了基于三个广义位移函数的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应微分方程和基于有限差分法的半解析半数值解法。分别以简支梁和连续梁为算例,采用有限元法进行验证性分析,并采用所提出的分析方法研究了几何参数对剪力滞效应的影响。结果表明:建议的理论计算公式的计算结果与有限元分析结果吻合较好;均布荷载作用下简支梁全长范围内基本表现为正剪力滞效应,而连续梁在边跨和中跨正弯矩区也呈现正剪力滞效应,且在反弯点附近连续梁翼缘有效宽度系数会出现奇异值;宽跨比是剪力滞效应的显著影响因素,宽跨比在0.234～1.000范围内变化时,其值越大,剪力滞效应越明显;宽高比在1.0～5.0范围内时,对剪力滞效应基本没有影响。     

斜交桥梁空间计算模型对比分析

同时采用空间梁格模型和实体单元模型,对一座斜交角较大的预应力混凝土连续斜交桥梁进行模拟计算。通过对建模过程的描述,体现了空间梁格模型的实用性。通过对两种模型计算结果的对比分析,也指出梁格模型在模拟方面的可靠性和不足之处:由于空间梁格模型在施加预应力时,边肋的非对称性往往造成较大的平面外弯矩,因而引起很大的应力失真。针对这一现象指出在提取结果时应当注意的事项,这对以后类似斜交桥梁计算具有较大的参考价值。     

变截面连续箱梁剪力滞效应分析与对比

综合采用解肢法和能量变分法,将多跨连续箱梁在弯矩为零处,解肢成若干变高度的简支体系,求解该简支梁在荷载作用下的剪力滞系数,并与有限元分析和试验测试结果进行对比。结果验证了利用该方法计算剪力滞系数的精确性和便捷性,为研究同类桥梁的剪力滞效应影响提供了依据。     

基于截面内剪力流分布规律的剪力滞效应分析

引起剪力滞效应的本质是截面内的纵向剪切变形.基于截面纵向剪力流的大小,提出了剪切翘曲位移函数修正系数.以此为计算模型,运用最小势能原理,结合变分方法,推导了考虑剪力滞效应的附加弯矩、挠度以及剪力滞系数的一般表达通式,并求解了在均布荷载作用下,简支箱梁的挠度与剪力滞系数的计算方法.结果表明,挠度与剪力滞系数与剪切转动趋势成正比,而与纵向剪切变形值无关.考虑修正系数的方法比传统的方法具有更高的求解精度.     

基于变分法的单箱三室箱梁剪力滞效应分析

为进一步探究单箱三室箱梁的剪力滞效应计算方法,采用能量变分法对单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程进行推导,得到应力表达式并计算剪力滞系数。以某简化的单箱三室简支箱梁为例,应用Midas/FEA非线性细部分析软件,分析集中力作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应,通过对比得到不同荷载模式作用下的剪力滞效应规律。结果表明:应用能量变分法可以推导单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程,并得到剪力滞系数;不同荷载模式作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应都符合一般规律,但各自之间有较大区别。     

比拟杆法计算箱梁剪力滞的适用范围分析

为估算箱梁的剪力滞效应,文章采用比拟杆法作为剪力滞效应的简化计算方法,进行了加劲杆等效面积的换算,推导了比拟杆法的微分方程。针对简支箱梁在均布荷载和集中荷载效应下的剪力滞效应,进行了比拟杆法与有限元计算的对比研究,讨论了跨内不同位置、翼板不同厚度和宽度下箱梁剪力滞效应的变化情况,并对比拟杆法的适用范围进行了评价。     

波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的空间有限元分析

采用空间有限元法分析了波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应及主要结构参数对剪力滞效应的影响 ,并通过模型试验验证了计算模型的可靠性 ;提出了可供工程设计用的剪力滞系数计算经验公式和实用图表 ;为完善规范有关组合箱梁剪力滞系数的计算提供了理论依据     

钢-混凝土组合箱梁弯矩-曲率恢复力模型研究

截面弯矩-曲率滞回规则是钢-混凝土组合梁最重要的力学特性之一,该滞回模型的建立为组合箱梁结构的弹塑性分析提供了可行性。利用幂函数插值方法,考虑剪力连接度对组合箱梁截面弯曲刚度的影响,提出了考虑界面滑移的钢-混凝土组合箱梁正向、负向截面弹性刚度及截面屈服弯矩计算方法,建立了组合箱梁截面弯矩-曲率三折线骨架曲线模型;在试验数据与理论分析的基础上,获得了组合箱梁正向及负向刚度退化规律表达式,并进一步提出了钢-混凝土组合箱梁截面弯矩-曲率最大点指向型滞回模型,将该模型的分析结果同试验结果进行了比较。结果表明:提出的组合箱梁截面弹性刚度、屈服弯矩、弯矩-曲率骨架曲线模型及滞回模型均与试验结果吻合良好,且模型计算方法简单明了,便于手算。     

梁格法在斜交桥施工阶段分析中的应用

根据剪力-柔性梁格理论,对斜交桥施工过程进行MIDAS/CIVIL建模分析,并将其结果与桥梁施工阶段分析中常用的梁单元法模型进行比较。结果表明,梁格法在挠度、内力等方面的分析更符合工程实际,分析结果更精确。     

梁格法在剪力铰斜桥中的应用初探

将剪力柔性梁格法应用到斜交剪力铰桥梁检测理论计算中,提出了剪力铰桥面的梁格模拟方式,并与《公路桥涵计算手册》中的方法相对比,证明了该模拟方式是正确的。     

Three dimensional modeling for steel-concrete composite bridges using systems of bar elements — Modeling of skewed bridges

A new improved way for modeling steel composite straight bridges has been presented (Vayas, 2009; Vayas, 2010). The proposed model is based on the representation of steel I-girders through the use of equivalent trusses. The concrete slab is suitably represented by a set of bar elements. Diaphragms and stiffeners may also be taken into account. In contrast to the grillage model, which is usually used for the analysis of bridges, the recommended three dimensional model allows for a more reliable prediction of deformations and internal forces. This paper discusses the extension of the model to skewed composite bridges. The presence of skew makes the analysis complicated and for this reason the grillage analysis is not always recommended. Phenomena like differential deflections of the main girders during concreting and lateral displacements of the flanges can be adequately predicted using the proposed model. The new way for modeling composite bridges, using a spatial system of beam-like structural elements, can also be used for stability analysis of skewed bridges. Worked examples are provided to illustrate the set up procedure of the proposed modeling and to compare the different ways of analysis.     

Modeling of curved composite I-girder bridges using spatial systems of beam elements

A new way of modeling steel composite bridges has been presented by Vayas et al. (in press, 2010)  [3.] and [4.]. The proposed model is based on the representation of steel I-girders by equivalent trusses. The concrete slab is suitably represented by a set of bar elements, and the bearings by appropriate springs. Diaphragms and stiffeners may also be taken into account. In comparison to the grillage model, which is usually used for the analysis of bridges, the proposed three-dimensional model allows a more reliable prediction of deformations, internal forces, and stresses. Curved bridges display unique behavior characteristics, and for this reason a grillage analysis is not always suitable. The new way of modeling composite bridges, using a spatial system of beam-like structural elements, is applied in this paper for the modeling of curved composite bridges. Worked examples are provided to illustrate the set-up procedure of the proposed modeling and to compare its results with those of corresponding finite element models.     

斜交预应力混凝土板梁桥的计算模型与试验研究

结合一座斜交角为20°实桥的试验结果,分别利用空间梁格单元模型和空间实体单元模型对该空心板梁桥进行了理论分析,给出了不同截面应力、挠度的对比分析结果。理论分析和试验研究表明:梁格法能较为简便地分析此类桥梁,计算精度接近实体单元模型。并对该类桥梁结构设计中采用何种模型和建模过程中应注意的问题提出了建议。其结论对斜交桥的设计分析具有较为重要的参考价值。     

十字交叉梁与地基共同作用的半解析半数值分析方法(英文)

基于弹性梁理论和Boussinesq解,将弹性地基上的十字交叉梁基础分开为两个方向的梁,通过梁与地基以及梁与梁之间的力与位移平衡协调分析,得出了十字交叉梁基础与地基共同作用的半解析解。同时对十字交叉梁与地基共同作用的影响因素进行了分析。本文方法收敛性好,计算速度快,精度可靠,算例表明了方法的正确性和实用性。     

保温砌模混凝土网格墙抗震性能试验研究

介绍了8片剪跨比为1.96～3.06的保温砌模混凝土网格墙和1片实体墙在轴力和往复水平力作用下的试验,以及3片网格墙的轴压试验。结果表明,剪跨比较大的保温砌模网格墙在轴力和往复水平力共同作用下,墙端纵筋受拉屈服,边缘混凝土压碎,墙的中下部连梁剪切破坏;破坏时裂缝较分散;极限位移角大于1/100,位移延性系数大于3;截面长的网格墙的弹性刚度、屈服时的割线刚度和正截面承载力大,墙端组合柱对提高刚度和正截面承载力有显著作用;一般层高的网格墙在重力荷载作用下不会发生平面外失稳破坏。有限元计算表明,网格墙在轴力和水平力作用下的正应力分布与实体墙总体上一致;可按现行规范有地震作用组合的剪力墙正截面承载力公式计算网格墙的承载力。工程算例表明,保温砌模现浇承重墙体系可以满足8度抗震设防的9层住宅承载力要求和抗震墙结构小震时的层间位移角要求。在研究的基础上,提出了保温砌模现浇承重墙体系的抗震设计建议。     

带刚域的十字交叉弹性地基梁的内力分析与设计(Ⅰ)

根据十字交叉梁基础应用很多，但现有的分析计算方法还存在一些问题，从计算模型选取上人手，考虑到一般工程设计十字交叉梁截面较大，有时在交叉点处存在墩台，故而在节点处存在一个变形很小的区域的实际情况，提出了带有刚域的弹性地基梁模型，根据钢筋混凝土刚性角原理提出了刚性区域长度的选取方法。在分析地基与基础梁共同工作时，将地基支撑对基础梁竖向变形的影响和其对基础梁弯曲、扭转的影响一并考虑，推导了综合考虑地基刚度、梁刚度和刚域影响的梁单元综合刚度矩阵，建立了带有刚域弹性地基梁的综合刚度矩阵解法。本文提出的方法较好地解决了十字交叉弹性地基梁的分析和设计问题。     

基于梁格法在桥梁设计中的应用

结合实例分析了梁格法利用有限元设计软件对桥梁中的异形块进行受力计算.梁格法受力明确、计算精度确实、计算方法简便,同时也可以满足桥梁设计要求.     

黄土边坡框架预应力锚杆支挡结构的理论分析与工程实践

黄土边坡支挡结构的分析与设计是工程设计的一大难题。作为一种新型支挡结构，框架预应力锚杆支挡结构还没有一种系统的计算方法。文中合理选取了框架预应力锚杆支挡结构的土压力计算模型和框架、锚杆的计算模型，并提出采用力法求解框架和锚杆的内力。另外，推导了结构的基础埋深和稳定性极限平衡分析的计算公式，为框架预应力锚杆支挡结构的设计提供了理论依据。用本文方法设计的多个高边坡经使用证明安全可靠，并具有良好的经济效益。本文提供的方法为黄土边坡支挡结构设计提供了一种新的途径。