预应力索-桁架结构布索位置优化设计

对于预应力索承桁架索力值、构件截面尺寸、布索位置进行优化设计.通过满应力设计确定索力值和截面尺寸以减轻结构重量,通过逐步移动索节点位置以增加结构刚度.算例表明,该方法能使结构重量逐步减轻,结构刚度不减,布索位置逐步达到最优.     

钢管混凝土构件受力性能数值研究

分别以钢管混凝土三维有限元法和纤维单元法的应力-应变关系推导出了适于梁单元的应力-应变关系。以这两种方法得到钢管混凝土应力-应变关系,应用于梁单元法进行数值计算,分别对工程中最常出现的钢管混凝土轴压构件及偏压构件进行了计算,并将计算结果与已有的试验结果进行了比较。结果表明:以纤维单元法得到梁单元应力-应变关系在进行钢管混凝土构件数值分析时能取得理想的结果;以三维有限元法得到梁单元应力-应变关系,应用于方截面钢管混凝土构件时计算结果理想,而应用于圆截面钢管混凝土构件时与实验结果相比偏差较大。     

基于构件重要性系数的结构整体优化设计系统

在开发钢框架CAD系统的基础上通过对满应力优化算法的改进与拓展,将浮动应力指数法用于空间钢框架的优化设计;在结构整体优化方面,拓展了空间梁单元基于刚度的构件重要性的评估方法,在满应力优化的基础上对构件的应力比限值进行不同层次的修正,以各杆的惯性矩作为设计变量,每次迭代进行一次内力分析,然后走一个满应力步,根据相关的应力比结果进行位置移动,并最终收敛到优化的较优解.理论推导和算例表明,所给出的方法能够有效地反映结构中存在的薄弱环节,为结构实用优化技术的实现提供了必要的理论依据.     

预应力混凝土受弯构件反向变形控制与验算

为解决国内外有关标准和文献对预应力混凝土受弯构件的变形控制不完善的问题,结合工程实践,经过试算,提出了反向变形限值.对预应力混凝土受弯构件反向变形影响因素进行了分析,对采用限制有效压应力来间接控制预应力混凝土受弯构件反向变形的方法进行了探讨.对于预应力混凝土板,以计算跨度、跨高比及控制截面预应力筋的位置为影响因素,计算得到了预应力混凝土板控制截面有效压应力限值.对于预应力混凝土梁,以计算跨度、跨高比及梁的负荷范围为影响因素,分析得到了梁控制截面有效压应力变化规律,并计算得到了预应力混凝土梁控制截面有效压应力限值计算公式.     

基于Shapley值的古建筑木构件内部缺陷无损检测

为了准确地获取古建筑木构件内部缺陷状况,采用应力波和阻抗仪2种无损检测方法,对古建筑常用树种榆木和杨木试件在不同缺陷类型、不同内部缺陷面积下进行试验,并基于Shapley值对其内部缺陷进行组合预测。研究结果表明：应力波能快速获取检测截面的二维图形,内部缺陷较小时误差率较大,当内部缺陷面积大于整个检测截面的1/4时应力波检测误差值逐渐减小。阻抗仪对单路径下的内部缺陷能够准确判断缺陷位置及缺陷类型。当木构件内部缺陷较小时阻抗仪检测结果较精确,内部缺陷面积扩大后阻抗仪检测误差变大。应用Shapley值方法,通过分配2种无损检测总误差来确定组合预测模型中应力波和阻抗仪的权重,构建组合预测模型,组合预测误差值均小于10 cm2,检测精度高于单一的检测结果,可以为古建筑木构件工程的修缮和加固方案提供有效数据支持。     

冷弯新型箱形组合截面受压构件性能研究

为进一步优化冷弯截面的设计,并基于箱形截面具有双轴对称、抗弯扭刚度大的特点,应用冷弯∑形截面构件两两组合点焊,提出两种新型箱形组合截面——翼缘对焊箱形组合截面和翼缘叠焊箱形组合截面.采用非线性有限元的分析方法,通过对两类箱形组合截面及其单一加劲参数变化条件下轴压构件的屈曲模式、变形过程、荷载-位移关系曲线、应力-应变关系曲线等方面的研究,全面分析了两种新型截面构件的屈曲性能和受力性能.将两种新型截面构件与具有相同外形尺寸的单肢C形腹板加劲构件进行了截面平均应力、屈曲模式等方面的性能比较,证明两种新型截面构件与其单肢开口截面构件相比具有显著提高截面平均应力、构件刚度大,构件整体变形小等.     

带转换层高层建筑结构中转换梁截面设计方法的探讨

对带转换层高层建筑结构中转换梁截面设计方法进行了探讨，重点对转换梁截面设计的偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法进行了研究，提出了转换梁截面设计方法的选用原则，可供实际工程设计时参考。     

预应力索-桁架结构拓扑优化设计

对包括索力值、构件截面尺寸和结构拓扑的预应力索-桁架结构优化设计进行研究.以应力为约束条件,建立以结构质量为目标函数的数学模型.在求解方法上,首先建立求解索力值和构件截面尺寸的线性规划模型;证明了在每个迭代步中,该模型的最优解至少使得1个构件截面尺寸为零,并通过删除零力杆实现结构的拓扑优化设计.算例结果与相应体系理论相吻合,表明本文所提出的方法有效,可为预应力索-桁架结构提供合理的布局.     

集中荷载下无腹筋砼双向受弯构件抗剪承载力的解析计算方法

采用等效梭形截面法将双弯构件转化为单弯构件,然后通过研究斜裂缝终端区域的应力分布状况,建立当该应力状态达到砼极限强度时的以抗剪承载力为未知数的二次方程式,式中含有影响构件斜截面抗剪承力的主要因素,最后通过适当的方法求解该方程式以求出抗剪承载力。该方法即适用于预应力构件也适用于非预应力构件;既适用于双向受弯构件也适用于单向受弯构件。     

圆形截面构件在非弹性变形后塑性层厚度及变形的计算

本文讨论了圆形截面塑性层厚度的计算方法,以获得残余压应力,从而能产生有利影响,提高构件的疲劳寿命.同时,也提供了构件在塑性变形后变形的计算方法.     

双向受弯型钢梁截面设计参数的确定

分析了现采用的双向受弯型钢梁截面设计方法的不足,通过研究双向受弯型钢梁的受力,提出了一种简单实用的确定双向受弯型钢梁截面设计参数的方法,并将普通工字钢和普通槽钢的梁截面设计参数列表给出,供设计时直接查用,经验证所确定的截面设计参数满足设计要求．     

轻钢蒙皮结构墙板支撑钢柱的侧向稳定分析

分析了组合体墙板的应力蒙皮效应对轻钢钢柱侧向稳定的影响,探讨了组合体墙板体系的3种等效弹性支撑刚度,运用势能驻值原理推导了考虑组合体墙板蒙皮效应的钢柱平面外计算长度系数,并给出了考虑该效应的柱顶临界轴力计算方法及组合体墙板的相应截面与规格要求。通过对计算结果的分析可知,该法作为组合体墙板设计方法是合理可行的,可为工厂设计提供参考。     

水工结构单筋矩形截面正截面配筋快速设计探讨

通过水工结构与工民建结构单筋矩形截面正截面筋设计的分析与比较，提出一种淡漠 结构单筋矩形截面正截面配筋的快速设计方法。     

考虑腹板屈曲后强度的钢梁设计方法

提出了按考虑腹板屈曲后强度的方法设计钢梁时，钢梁试选截面的设计方法。算例表明，用该建议的方法设计，初选截面一次就能通过截面验算，并且一般能得到用钢量较少的优良截面。     

罚函数优化方法在钢结构疲劳设计中的应用

针对我国现行GB50017—2002《钢结构设计规范》中规定的对承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接进行疲劳设计的要求，采用罚函数方法SUMT(Sequential Unconstrained Minimization Technique)选择构件截面积最小的目标函数对钢结构进行优化设计，并且结合大型工具软件MATLAB编写了在满足强度、疲劳寿命等条件下的优化程序进行构件截面积最小设计的实例计算。     

约束混凝土压弯构件曲率延性分析

利用钢筋以及约束混凝土的应力－应变关系曲线,采用“条带法”计算约束混凝土压管构件截面的弯矩－曲率关系,从而得出约束混凝土构件的截面曲率延性系数同轴压比,弯矩,箍姝关系,为钢筋混凝土结构的延性抗震设计提供依据。     

钢拉索结构抗风效果分析

介绍了钢拉索支撑结构的两种形式:单层索系、索桁架.目前单层拉索体系在国内少有论述,本文对单层体系提出了一些看法.对钢拉索结构进行了静力分析,提出了计算假定.对影响钢拉索点式玻璃幕墙抗风效果的几个因素进行了分析:结构形式、索的断面积、预应力.首次分析了预应力在不同拉索结构抗风载中的作用,提出了把预应力与因应变产生的应力分开考虑的方法,并对不锈钢拉索桁架进行了实体构件实验,证明实测值与计算值较好地相符.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱截面配钢分析

以16根试件的低周反复荷载试验为基础,对SRC-RC竖向混合结构中的转换柱进行了截面配钢分析.结果表明:型钢的配钢率对转换柱抗震性能与基本力学行为存在较大影响,配钢率较大试件的位移延性系数较小,而承载力相对较大;配钢率越大,型钢分配到的剪力越大,转换柱的内力畸变越严重,变形能力越差;随着配钢率的增大,混凝土的损伤加快,转换柱的强度衰减更显著;型钢增强了截面的抗弯刚度,提升了试件的弹性侧移刚度,但对试件加载中后期的侧移刚度影响较小.通过理论分析与试验研究相结合的方式,确定了转换柱合理型钢截面的最大抗弯承载力,避免转换柱发生严重的剪切破坏,保证其具有可应用于工程建设的力学性能.试验数据与分析结果可为SRC-RC竖向混合结构的抗震设计与工程建设提供参考.     

温度作用下钢柱屈曲性能分析

为了讨论两端简支钢柱在温度荷载作用下的弹性稳定性,考虑了温度沿钢柱截面非均匀分布的影响,基于构件的非线性位移应变关系,利用能量原理推导了钢柱的非线性平衡方程及屈曲方程,给出了计算临界屈曲温度荷载的方法.由分析结果可知,温度变化对钢柱的稳定性影响很大,当钢柱长细比较大时,即使温度变化值较小也能引起钢柱的屈曲;当钢柱温度变化沿截面均匀分布时,利用提出方法所求得的临界屈曲温度荷载与经典欧拉方法一致;当柱截面平均温度变化为零时,沿截面的不均匀温度分布不会引起钢柱的屈曲.温度沿截面的不均匀分布对于钢柱的稳定性是有利的,而且随着构件长细比的增大,沿截面温度不均匀分布对钢柱稳定性的有利作用增强.有限元验证结果说明所提出的方法可用于温度作用下钢柱屈曲性能的分析.     

动态规划在悬臂输送机主桁架优化设计中的应用

本文建立了悬臂输送机架金属结构主桁架在多工况下的动态规划优化设计模型，所考虑的约束有应力、位移及杆件的稳定性。因所取的决策变量值即为离散线面的型钢，因而优化结果可直接应用于实际设计中。