试论荷载效应系数的正确求解

本文对如何准确理解荷载效应及荷载效应系数作了阐述，并举例说明了荷载效应系数的正确求解。对正确应用现行荷载规范作了些探讨工作。     

汽车荷载对连续箱梁剪力滞效应的影响

采用有限元方法对两种不同类型的汽车荷载作用下箱梁剪力滞效应进行了分析。结果表明:在汽车荷载作用下箱梁的顶板和底板的剪力滞系数都是在荷载作用点处达到最大,在其他截面剪力滞系数较小;不同荷载作用下,箱梁剪力滞系数横向分布规律相似,荷载作用的大小对箱梁剪力滞效应的影响较为明显。     

基于检测的折算系数法评定桥梁承载力研究

本文针对现有城市桥梁承载力评定方法的不足,提出了根据桥梁综合检测结果、结构固有模态参数测定结果以及使用荷载调查分析结果等数据,确定检算系数、截面折减系数、恶化系数以及活载影响修正系数,并结合桥梁设计和竣工资料,通过结构检算分析,进行荷载效应和抗力效应的比较,从而实现对桥梁承载力评定的方法。该方法综合考虑了结构构件质量现状、荷载状况和整体性能等多因素对桥梁承载能力的影响,使评定结果能够准确反映结构的实际状况,并便于实际应用。     

可变荷载效应占高比重时荷载分项系数取值研究

针对现行可靠度设计统一标准给出的荷载分项系数值对应可变荷载效应比值取值范围较低,缺乏对该荷载分项系数值在可变荷载效应占高比重下适用性的充分考虑的情形,以钢拱架结构模型和RC框架柱模型为例,分析了可变荷载效应比值的取值范围,揭示了可变荷载效应比值将会较高的现象;基于可靠度理论并结合设计约束条件建立了荷载分项系数的计算方法;通过数值分析,求解得到了荷载分项系数值;最后分析了按多国规范用荷载分项系数进行结构设计的可靠指标随可变荷载效应比值的变化规律。结果表明：可变荷载效应占高比重时,按我国规范用荷载分项系数设计的混凝土和钢结构构件的可靠指标低于目标可靠指标较多;而美英两国规范用荷载分项系数的适用性要好于我国规范,但对应的钢结构构件的设计可靠指标仍偏低。从可靠性的角度为近年风、雪灾害中若干结构容易破坏的现象提供了补充解释,同时也为相关规范修订提供参考。     

雪灾下轻钢结构大面积破坏的概率成因

现行可靠度设计统一标准在分析轻钢结构构件可靠度时,对荷载效应比值的取值范围考虑不够充分。针对此不足,提出了1种基于应力的荷载效应比值计算方法,解决了在构件失效是由多种形式内力引发的情形下选择何种荷载效应来计算荷载效应比值的问题。以多个轻钢结构构件为例,采用该方法分析了轻钢结构中荷载效应比值的取值范围。揭示了雪荷载不利布置下,轻钢结构的荷载效应比值将会非常高的现象。接着对按现行分项系数设计的轻钢结构进行了可靠度校核,表明轻钢结构的可靠性处于较低的水平。最后分析了雪荷载超过设计标准时轻钢结构可靠度随不同荷载效应比值的变化规律。结果表明当雪荷载超载较大时,荷载效应比值越大的结构可靠性越低。这从可靠性的角度为近年雪灾中轻钢结构大面积破坏的现象提供了补充解释。     

鱼腹式连续钢箱梁纵向剪力滞规律分析

为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数沿桥纵向分布规律,通过有限元分析软件MIDAS/Civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式连续钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏心荷载作用下的剪力滞系数纵向分布规律。结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏心荷载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,剪力滞系数沿桥纵向分布并不均匀,在桥梁1/4跨和支座附近剪力滞系数变化最为剧烈,表现出正剪力滞效应和负剪力滞效应互相转化的现象。     

“脚手架”系列规范“荷载效应基本组合设计值”相关条文分析

各版本规范(标准)对荷载效应基本组合的规定不尽相同,通过对相关规范及“脚手架”系列规范相关条文进行对比分析,建议在混凝土模板支撑设计时直接按《工程结构通用规范》GB 55001—2021相关条文执行。为在工程中正确执行“住房和城乡建设部令第37号”“建办质[2018]31号文”,该文对混凝土模板支撑工程、荷载效应基本组合设计值、作用、效应、安全等级、重要性系数等概念进行了分析,并给出了达到“(超)危大工程”临界值时混凝土梁、板截面尺寸表,可供初判时参考。     

风荷载及竖向荷载作用下框架的侧移二阶效应

框架在风荷载及竖向荷载共同作用下,由于框架产生侧移变形从而引起侧移二阶效应。为了简化分析,给出了梁、柱刚度的统一的折减系数,对弹性阶段和极限阶段框架侧移二阶效应进行了分析和比较,结果表明在框架设计中应当考虑侧移二阶效应。     

荷载效应最不利组合的简化判别

以实例证明新荷载规范增加由永久荷载效应控制组合的必要性,并推导出简化判别最不利荷载效应组合的方法。该方法可靠、简单,便于应用。     

装配式混凝土简支板梁桥横向分布计算方法的研究分析

以某新建装配式混凝土简支板梁桥为例,对荷载试验作用下的实测横向分布效应系数与通过梁格法、偏心压力法、横向铰接板法、横向刚接梁法理论计算出的横向分布效应系数进行了比较,并得出梁格法更适用于计算装配式混凝土简支板梁的横向分布效应系数的结论,可为同类桥梁设计计算及荷载试验计算提供参考。     

关于门式刚架设计中的风荷载体型系数

分别采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102∶2002)和《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的风荷载体型系数,对不同跨高比、荷载等级、基本风压的荷载效应组合进行分析,其结果可供设计人员参考。     

高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究

利用ANSYS - CFX软件对相邻两个高层建筑的风致干扰效应进行数值模拟及结果分析,通过比较发现在风致干扰情况下,由于气流的脉动性显著增加,两个高层建筑的荷载作用较单体建筑情况下明显增大.此外,还进行了动力时程分析,包括结构的等效静力风荷载和位移响应两个方面,结果同样表明干扰效应结构响应比单体模拟结果明显增大,增大最显著的是横风向响应.计算得到建筑物在干扰情况下的风振系数比单体时增大约8％.分析得到了等效的相互干扰增大系数,进一步表明了干扰效应对风荷载的增大作用.     

钢混组合曲线梁桥剪力钉滑移效应分析

混凝土桥面板和钢梁通过不连续的剪力键连接,荷载作用下由于局部混凝土压碎或者剪力键变形会导致钢-混连接界面出现一定的相对滑移,为分析钢混组合梁桥在活载作用下的剪力钉滑移效应。以宁夏海原县大涧沟大桥为工程背景,介绍了ANSYS中剪力钉的模拟方法,分析了汽车荷载和温度荷载作用时剪力钉的剪切力和滑移位移,研究发现:无论是对称加载还是偏心加载,剪力钉在横桥向的剪切滑移效应比纵桥向更为显著,且车辆偏心加载时剪力钉的剪切滑移效应相比对称加载时更大;整体升温或降温时梁端区域剪力钉剪切滑移效应较跨中区域更为明显,而在梯度温度荷载作下几乎所有剪力钉在横桥向均会沿着半径缩短的方向发生滑移,且不同区域剪力钉滑移量大致相当;整体温度变化导致的剪力钉滑移效应较梯度温差和汽车荷载更为明显,且剪力钉滑移效应随温差的增大而增强。     

钢筋混凝土和预应力混凝土结构的裂缝控制

对新修订的混凝土结构设计规范中裂缝的考虑因素作了介绍，列举了三种荷载效应的组合形式，提出了结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值。     

水平荷载作用下群桩效应系数的研究与应用

水平荷载作用下的群桩效应是工业建筑桩基设计时必不可少的考虑因素之一,近年来对群桩效应的研究较多,在群桩效应综合系数法的基础上,结合工程实例,充分研究了影响群桩效应系数的各个因素,提出在工程设计中考虑群桩效应系数时应注意的几个问题,可对今后桩基设计提供参考。     

神经网络方法在建筑结构风荷载研究中的应用

对于高层、大跨空间结构等建筑,风荷载是结构控制荷载因素之一。神经网络的出现为研究此类结构风荷载提供了一条有效的途径。文中简要介绍了当前应用于结构风荷载研究的神经网络方法及其在解决结构风压与风致干扰效应的工程应用,并对神经网络在结构风工程应用的前景作了展望。     

基于荷载效应的结构抗风设计方法研究

对等效静风荷载的基本理论进行分析,指出GB 50009-2001《建筑结构荷载规范》的风振系数法给出的等效静风荷载在只考虑1阶振型的前提下,能够实现各种荷载效应的等效;需考虑多阶振型的结构,只有在各阶振型完全相关的条件下,才能得到可满足全部荷载效应等效的静风荷载;一般情况下,包括阵风荷载因子法在内的计算方法,给出的等效静风荷载只能保证单个或多个响应目标的等效,其他荷载效应存在较大不确定性,可能造成据此进行的抗风设计偏于保守或不安全。为克服这些传统抗风设计方法的局限,提出了直接以荷载效应包络值进行结构抗风设计的基本思路：结合风洞试验得到各种荷载效应在不同风向角下可能出现的上、下限值,再将其与其他荷载作用下的效应直接组合进行结构设计。通过工程实例分析表明,采用阵风荷载因子法得出的等效静风荷载值可能导致其他荷载效应被大大高估,而直接采用荷载效应包络值用于结构设计,不但其值准确,且易于操作。     

硫酸盐腐蚀与疲劳荷载联合作用下混凝土劣化特性

通过硫酸盐腐蚀与疲劳荷载叠加试验,测试了腐蚀疲劳破坏过程中道路混凝土的抗弯拉强度、相对动弹性模量以及饱和面干吸水率,分析了不同腐蚀阶段水化产物的微观结构,同时引入叠加效应系数K对硫酸盐腐蚀与疲劳荷载损伤叠加效应进行表征.结果表明：由于受到疲劳荷载的作用,硫酸盐溶液中的道路混凝土无强度增长,且腐蚀疲劳因子随着时间的增加而迅速降低;硫酸盐腐蚀膨胀产物引起的微裂纹与疲劳荷载产生的裂缝是道路混凝土腐蚀疲劳损伤的主要原因;通过K值的计算,表明了腐蚀损伤和疲劳损伤之间存在相互促进效应.     

城市桥梁规范中汽车荷载效应对比分析

为了探讨城市桥梁规范中荷载模式的变化和差异,以实际工程为例,借助桥梁有限元分析软件Midas/civil对CJJ77—1998《城市桥梁设计荷载标准》和CJJ 11—2011《城市桥梁设计规范》中不同标准汽车荷载对梁式桥(简支梁桥、连续梁桥)产生的荷载组合效应、冲击系数效应和主梁挠度效应的差异进行了对比分析。为今后同类桥梁的检测、设计和加固提供一定的参考和借鉴。     

预应力混凝土结构荷载效应组合及正截面承载力设计计算的建议

针对现有的预应力混凝土正截面设计计算公式存在的局限性，结合相关规范和国内外的研究成果，给出预应力混凝土结构的各种荷载效应组合，并建议了预应力荷载的分项系数。