实腹式等截面纯压钢拱的平面内弹性屈曲系数

利用有限单元法对静水压力作用下的圆弧钢拱、沿水平轴分布的竖向均布荷载作用下的抛物线钢拱、沿拱轴线分布的竖向均布荷载作用下的悬链线拱的平面内弹性屈曲进行研究,考虑了屈曲前变形、剪切变形及长细比的影响。得到了三铰拱、两铰拱、固定拱的弹性屈曲系数的数值解。对数值解与传统的经典解进行了对比分析,数值解具有更高的精度。计算结果表明,长细比大约在20~50的范围内时,经典解具有很大的误差,用屈曲系数经典解得到的计算长度系数来进行这类纯压拱的平面内稳定性设计将非常不安全。     

垂直分布荷载下固支圆拱正对称失稳临界力的求解

在计入轴力对拱屈曲的影响后 ,建立了固支圆拱在垂直分布荷载 g0 /cos2 θ作用下屈曲的总势能 .按 Ritz法求得在该荷载作用下具有足够工程精度的固支圆拱正对称失稳临界力的近似值 .并与固支圆拱受径向均布荷载正对称失稳情况作对比 ,得到了一些可供参考的结果     

单轴对称截面圆弧拱弹性弯扭屈曲临界荷载

为了研究均布径向压力作用下的单轴对称截面均匀受压圆弧拱的弹性弯扭屈曲临界荷载,为一般荷载作用下压弯钢拱的稳定承载力设计奠定基础,采用平衡法推导得到了均匀受压圆弧拱的面外屈曲临界荷载的理论解.在微元段受力平衡的基础上,建立了任意轴线形状、截面形式的曲线构件的平衡方程,代入截面变形条件、内力与变形条件推导出了单轴对称截面均...     

轴向可压缩两铰圆弧拱静水压力屈曲荷载研究

为了求得考虑轴向压缩变形的两铰圆弧拱的平面内临界屈曲荷载精确解,需将拱的轴向刚度作为影响其面内稳定性的重要因素,对两铰圆弧拱在径向静水压力作用下的轴向压缩变形加以考虑。基于经典理论解的求解过程,结合拱的平衡微分方程及边界条件,对承受均布静水压力且考虑轴向压缩变形的圆弧拱进行了分析,求得了该条件下拱的平面内反对称临界屈曲荷载计算式。为了验证该计算式的准确性,采用非线性有限元法对均布静水压力下的圆弧拱进行了分析,并将有限元分析结果与公式解及铁木辛柯解析解进行了对比。结果表明,相同条件下该方法与有限元分析结果及解析解均吻合良好。对不同矢跨比的拱进行了参数化的对比计算,结果表明,文中推导的计算式具有普遍适用性,能满足工程的计算精度需要。     

水平弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热载荷作用下的屈曲特性

分析了水平弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热负荷共同作用下的屈曲特性,通过变分原理推导了弹性支撑抛物线拱的非线性平衡方程,得到了外荷载与径向位移和轴力的关系,用数值法分析了弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热负荷共同作用下屈曲特性。     

均布荷载作用下无铰拱内力计算

采用弹性中心法,对均布荷载作用下无铰拱的内力进行了分析,利用力法典型方程,推导出均布荷载作用下无铰拱的内力方程式,并对相关参数实际取值利用有限元模拟计算进行校核,以供参考。     

砌体填充墙平面外受力分析及简化模型

采用ANSYS分析软件,对顶端刚接和脱开的2种填充墙进行平面外受力变形性能的非线性数值模拟分析,考察了均布荷载和层间位移作用下,墙体开裂过程中的应力变化和破坏模式,验证了顶端刚接墙体在开裂后期存在明显的拱作用.结果表明:顶端刚接的填充墙在均布荷载作用下宜按三铰拱模型考虑,在层间位移作用下宜按两铰拱考虑;而顶端脱开、钢筋拉结的填充墙在均布荷载和层间位移作用下均可按顶端铰支、底端固接的模型考虑.     

特大圆形锚碇基坑结构效应模拟及实测对比分析

根据某桥梁特大圆形锚碇基坑实测数据,建立了有限元分析模型,对比了该圆形锚碇基坑的结构效应,结果表明:支护结构的水平位移沿深度方向呈明显的"大肚"形;环形内衬支护体系对基坑变形有较好的"自控制";圆结构促使部分径向荷载转化为环向荷载,环向结构应力均远大于径向结构应力,圆形基坑"结构拱效应"作用明显。     

静水压力作用下圆拱正对称失稳临界力的求解

选择了拱轴失稳形状函数，按Ｒｉｔｚ法求得铰支和固支圆拱受径向均布荷载作用时具有高精度的正对称失稳临界力的第３次近似值．列出中心角２θ０＝０．２～π时的临界力近似值表格．文中在圆拱临界力的计算中，可同时导得圆环按不同波数失稳时临界力精确值．     

竖向荷载和水平荷载共同作用下钢管拱平面内稳定承载力设计研究

采用二阶弹塑性有限单元法对竖向荷载和水平荷载共同作用下的圆形截面两铰抛物线钢管拱的平面内稳定承载力进行研究。考虑材料非线性、残余应力、初始几何缺陷、矢跨比和长细比等因素对钢管拱平面内力稳定承载力的影响。结果表明：残余应力对其竖向承载力影响很小;初始几何缺陷会显著降低中等长细比钢管拱的承载力;矢跨比和长细比是影响钢管拱承载力的重要因素,但拱的竖向承载力并不随矢跨比和长细比的均匀变化而变化。研究竖向荷载和水平荷载共同作用下两铰抛物线钢管拱达到平面内极限状态时的N-M相关关系,并拟合两铰压弯抛物线钢拱承载力N-M相关关系统一表达式。提出了竖向荷载为全跨均布和半跨均布荷载,同时考虑水平方向荷载作用的两铰抛物线钢拱平面内整体稳定承载力设计建议,可供相关设计问题参考应用。     

单轴对称工字形截面圆弧拱的屈曲分析

根据文献[1]提出的任意开口薄壁截面圆弧曲梁的翘曲位移表达式,本文利用能量原理导出了单轴对称工字形截面拱的稳定平衡方程。文中主要对工字形截面拱在均布径向荷载 (均匀受压 )和两端作用大小相等、方向相反的端弯矩 (均匀弯曲 )条件下的弯扭屈曲进行分析,给出临界荷载的理论解答;考虑了工字形截面不同放置时拱失稳模式的不同,分析截面不对称性对临界荷载的影响,并与已有的文献进行比较。     

双向循环荷载下饱和软黏土变形特性的试验研究

利用GDS双向振动仪进行不排水三轴试验。循环荷载分别被简化成单向(轴向)正弦波和双向(轴向和径向)正弦波形式。对比研究径向振动对萧山软黏土变形特性和循环强度的影响;给出不同轴向循环应力幅值和不同径向循环应力比(径向应力幅值与轴向应力幅值之比)情况下的轴向应力-振次曲线。研究表明:在变形发展初期,不同径向循环应力比的应变曲线比较接近;随着应变的增大,应变曲线之间的差别越来越大;且径向循环应力比越大,轴向应变发展越快;轴向循环应力越大,不同径向循环应力比的应变曲线之间的差异越大;将5%定义为破坏应变,给出不同径向循环应力比的动强度曲线;双向循环荷载作用下的循环强度曲线要比单向循环荷载作用下的曲线低,但是,当径向循环应力比超过0.5时,不同循环强度曲线之间的差别非常小;径向循环应力对最小极限循环强度的影响非常小,因此双向循环荷载作用下的最小极限循环强度值可以用单向循环荷载作用下的结果代替。     

半跨活荷载作用下平面内稳定性分析

采用ANSYS有限元程序中大挠度几何非线性有限元程序对半跨均布活荷载作用下格构式圆拱平面内整体稳定性进行了分析 ,得出了在这种荷载作用下拱平面内临界荷载随矢跨比f L和三角形截面高度与跨度之比h L的变化关系 ,所给出的半跨荷载影响系数为类似结构的设计提供了参考数据     

考虑界面滑移的钢-混凝土组合梁的新解法

本文利用Goodman弹性夹层假设,可以考虑各种连接情况,通过引入轴向变形转角位移函数,推导了钢-混凝土组合梁在弹性范围内以挠度表达的平衡微分方程,得出了方程的通解和考虑界面滑移的挠度和轴向变形转角位移表达式,进而求出简支组合梁在集中和均布荷载作用下的内力和界面约束弯矩,以及混凝土板和钢梁截面内力和界面滑移量.     

对“喷锚支护结构的荷载状态”一文的讨论

<正> 1.众所周知,圆形结构在外部径向均布压力作用下,其压力本身处于平衡状态。在不考虑轴向力、剪力及曲率等对结构变形的影响时,结构各截面内只产生轴向压力。但若圆形结构在外部切向均布压力作用下且其方向是从两侧指向拱项时,其切向均布压力将产生一个竖直向上的合力使结构处于静力不平衡状态,同时在结构的各截面内将有弯矩产生。原文中曾多次提出“在喷锚支护结构的计算中,必须计及切向荷载的影响和作用”,“其方向通常是从两侧指向拱顶方向的”,若果真如此,切向压力的竖向合力似     

钢管混凝土圆拱的面内承载力分析

迄今为止,全世界已有400多座钢管混凝土拱桥。然而,有关钢管混凝土拱面内承载力的设计规范仍没有。目前,钢管混凝土拱的设计广泛采用钢筋混凝土及预应力混凝土拱的面内承载力设计方法。这样钢管混凝土拱可认为受轴压或偏压作用,相当于钢管混凝土柱。将钢管混凝土柱的经典屈曲荷载作为钢管混凝土拱的参考弹性屈曲荷载。然而,在横向荷载作用下,钢管混凝土拱的面内弹性屈曲性能与轴压下的钢管混凝土柱完全不同,尤其是对于薄壁钢管混凝土拱。另外,与轴压或偏压下钢管混凝土柱不同,钢管混凝土拱在屈曲之前就发生非线性弯曲和横向变形,这严重影响钢管混凝土拱的承载力。因此,钢管混凝土面内承载力的设计方法是否正确值得商榷。提出与现有钢结构设计规范基本一致的钢管混凝土圆拱承载力设计方法,并同时考虑了几何非线性和材料非线性的影响。提出均匀轴压下钢管混凝土拱的面内承载力设计方程,及弯矩和轴压共同作用下钢管混凝土拱面内承载力验算的下限设计方程。     

截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析

空间格构式圆拱是一种较为新颖的空间结构 ,具有外形美观、受力合理、经济实用等优点。稳定性计算是拱结构设计中一个关键课题。利用ANSYS有限元程序对格构式拱在满跨均布荷载作用下进行了几何非线性分析 ,并从结构的荷载 -位移全过程曲线考察该结构平面内稳定问题的基本规律。通过对大量数据进行回归分析 ,得出格构式圆拱平面内整体稳定临界荷载拟合公式 ,供设计参考。     

温度荷载对新加坡植物园展览温室拱壳杂交结构设计的影响分析

新加坡植物园展览温室采用拱壳杂交钢结构体系.由于温度变化在大跨度结构中引起的内力与变形对结构安全有很大的影响,在设计中不可忽略.初步设计阶段时,温度荷载使得拱壳连接结点附近的壳体单元应力严重超标,因而将原方案采用的全刚性焊接节点改为铰接弹簧节点.本文运用两种有限元软件分析了结构在升温和降温两种荷载工况下的静力响应.然后选取部分荷载工况,对考虑温度荷载与不考虑温度荷载下结构的应力及变形进行了比较分析,验证了温度荷载在大跨度钢结构设计中的重要性.     

高层建筑结构设计中几个问题的分析

对高层建筑结构设计分析中，协同工作的考虑和温度效应引起结构次应力的机理和效果做了探讨．对轴向效应、水平荷载的影响、地基变形、上部结构的拱效应、上部结构与基础分别设计的矛盾、温度引起的竖向变形、温度引起的水平变形等问题做了分析．并对某些问题提出了有效的预防措施．     

脱空对钢管混凝土拱肋内力分布的影响

利用ANSYS对面内荷载作用下的钢管混凝土单圆管拱肋进行双重非线性有限元分析。考虑核心混凝土脱空,对拱肋在全跨及半跨均布荷载作用下的内力情况进行分析。研究面内荷载作用下矢跨比、截面脱空率、脱空范围及初始缺陷对抛物线拱内力分布的影响。分析结果表明,矢跨比、截面脱空率、脱空范围对拱肋的内力值有影响,但不影响拱肋的内力分布规律;拱肋的初始缺陷会影响拱肋的弯矩分布规律,不影响轴力分布规律。