多跨连续梁桥顶推施工双导梁的优化分析

为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型. 利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式. 分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律. 以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数. 基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律. 研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂. 在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大. 实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.     

支点加固梁弹性支承刚度的选择与最大承载力计算

应用结构力学和混凝土结构的理论,分析了具有弹性支点的两跨连续梁的内力,并提出了采用弹性支承加固简支梁时的最佳刚度的概念.通过分析得出了被加固梁最佳支承刚度的计算方法,以及与其对应的最大承载力的计算方法.实例计算分析给出了不同K值时两跨连续梁承载力的变化曲线,并说明当选择最佳支承刚度时,可使被加固梁的承载力最大.     

跨径比对超静定连续梁静力特性的影响

采用结构力学位移法求解超静定多跨连续梁结构体系，分析了两种支承条件下的等截面三跨连续梁在不同跨径比时的静力特性，并讨论了跨径比对结构特性影响，数值结果表明，多跨连续梁的最佳跨径比与支承条件密切相关，文中给出了5种跨径比限制条件下的最佳跨径比，对于两端简支的三跨连续梁，等跨时梁的内力与最佳跨径比时梁的内力相差不大。     

高温下内力重分布引起的钢筋混凝土连续梁弹塑性分析

为了研究钢筋混凝土两跨连续梁在火灾和集中荷载作用下的力学性能,基于钢筋混凝土梁截面平衡条件提出了一种双筋矩形截面梁在火灾高温作用下的截面抗弯刚度计算方法,并应用于钢筋混凝土连续梁内力的计算.根据力学原理和材料高温特性对恒载升温条件下的钢筋混凝土两跨连续梁的内力重分布和变形全过程进行了弹塑性分析,所得结果与试验值吻合较好...     

连续多跨矮塔斜拉桥力学性能分析

以开封黄河二桥主桥为研究对象,采用有限元程序Midas/civil对该桥进行了力学性能分析.计算结果表明:由于该桥塔高与跨径之比较大,斜拉索承担较多的竖向荷载,能有效降低主梁支点截面的高度和内力;主梁的内力与变形表现为多跨连续梁的受力特点,主梁基本全截面受压,轴力分布较为均匀,在桥塔根部支点处出现较大正弯矩,跨中出现负弯矩;主梁刚度较大,整体变形以向上为主,变形量较小;主塔只起到拉索转向块的作用,纵向受力较小,故各塔顶纵桥向位移较小,在中等跨径范围内,可采用多跨矮塔斜拉桥方案解决普通多跨斜拉桥的刚度问题;每根塔柱两侧拉索的拉力由内向外依次小幅增大,总体分布均匀,边跨索索力最大,活载作用引起的拉索应力增幅较小;桥梁结构在非对称活载作用下的受力更为不利;各构件控制截面应力及变形均在桥梁设计规范规定范围内,且具有足够的安全储备,桥梁结构受力合理.     

不同方法计算肋梁结构中次梁内力的误差分析

改变主、次梁线刚度比和荷载大小等参数,采用简化手动计算方法与采用ABAQUS有限元软件对钢筋混凝土单向板肋梁结构中的次梁在最不利荷载布置下进行弹性内力计算,得到两种计算方法的次梁内力误差。理论分析和实验结果表明：主梁的挠度和对次梁的转动约束是产生误差的主要原因;误差随主次梁线刚度比及次梁所受永久荷载可变荷载之比呈单调变化;某些截面误差超过5%,不可忽略,就此提出次梁内力局部调整系数表,使简化手工计算结果比较符合有限元软件分析的次梁内力值。     

钢管混凝土系杆拱桥温度应力的数值模拟分析

采用通用软件ANSYS计算钢管混凝土系杆拱桥拱肋结构各控制截面在温度荷载作用下的内力与应力值，并通过改变矢跨比和拱轴系数将不同设计参数情况下的温度应力进行了对比。研究表明，钢管混凝土拱桥矢跨比和拱轴系数的变化对结构体系温差引起的拱顶截面轴力和弯矩的影响相当显著，而对1／4跨和拱脚各截面轴力和弯矩的影响则较小。     

框支密肋壁板结构转换层刚度比的合理取值

框支密肋壁板结构在城市建设中应用前景广泛,确定合理的转换层侧移刚度比能使结构在地震作用下弹性层间位移反应均匀并减少弹塑性变形集中,从而提高结构的抗震性能.提出框支-复合弹性板力学模型,用于计算整体结构在弹性阶段的内力和变形情况,应用该模型对-7层的框支密肋壁板结构结构进行弹性动力反应分析,探讨了转换层上、下刚度比对框支密肋壁板结构侧移的影响,并提出了框支密肋壁板结构转换层刚度比的合理取值.计算结果表明:在8度区框支壁板结构的第2层与底层的侧移刚度比宜控制在0.9～1.7之间,最优刚度比为1.3.     

椭球面钢—混凝土组合肋壳自振特性分析

采用有限元方法计算了椭球面钢-混凝土组合肋壳结构的自振特性,分析了不同矢跨比、不同长短跨比值、不同组合肋截面和不同支座条件下自振特性的规律.分析了结构的振型特征,找出了结构中刚度较弱的部位,为结构的抗震性能分析提供了参考.     

系杆拱桥设计参数讨论

为了明确系杆拱桥的受力特点,本文选取包括拱轴线矢跨比、梁拱刚度比两个参数进行研究,分析其对结构力学性能的影响规律。由分析可知:当梁拱刚度比在30~85之间变化时,拱肋内力值随梁拱刚度的增大而减小的幅度较大;但当梁拱刚度比在90~105之间变化时,拱肋内力值随梁拱刚度的增大而减小的程度变得相对较平缓。对于圆弧形拱肋,当梁拱刚度比较小时,此值取为0.24~0.29较为合理。     

双T板单层工业厂房结构空间刚度的研究

目的研究带有吊车的双T板单层工业厂房在水平荷载作用下,其纵梁截面的设计方法.方法纵梁和双T板的空间结构可以简化为带有弹性支座的连续梁,弹性支座相当于吊车的水平荷载传至柱子时柱子的抗侧能力对水平梁的作用.通过计算连续梁,来解决该种结构的空间问题.结果随着截面惯性矩I值的增加,纵向弯矩值在减小,且随着混凝土E值的增大,在相同I值的情况下弯矩值也在减小.结论梁的纵向抗弯刚度越大、混凝土的级别越高,结构的空间刚度越好.设计该种结构时应注意校核其水平方向弯矩.     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢-混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与"无梁楼盖"的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢-混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明:钢-混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。     

钢筋混凝土框架结构中次梁的抗连续倒塌性能分析

目的分析次梁在框架结构中的抗连续倒塌性能,为抗连续倒塌设计和研究提供依据．方法采用有限元软件Sap2000对6个不同次梁布置形式（不考虑次梁、长边单向布置、短边单向布置、十字型布置、井字形布置、密肋型布置）的五层框架结构进行倒塌动力分析,同时笔者对其中5个模型（不考虑次梁除外）进行倒塌的敏感性分析和经济性分析．结果次梁密肋型布置的结构的位移和速度时程曲线斜率最小,其次是十字型和井字形．在长边中柱和角柱失效下,框架结构的连续倒塌发生的概率最大,在内柱失效下,连续倒塌发生的概率最小．长边布置形式的次梁的结构的总造价最小,十字型和井字形布置其次,最大的是密肋型布置．结论次梁有一定的抗倒塌作用,其中密肋型布置形式对抗倒塌最有利;框架结构对长边中柱和角柱失效下连续倒塌最敏感,对内柱失效下最不敏感;结合经济性和抗倒塌性因素考虑,框架结构的次梁布置形式应首选十字型和井字型．     

T形钢连接梁柱半刚性节点初始转动刚度计算公式

为了确定T形钢连接半刚性节点的初始刚度,分析T形钢连接梁柱节点的变形特征.以节点处与梁端受拉侧翼缘相连的T形钢为研究对象,将T形连接件翼缘受力视为简支梁,建立T形钢连接节点在弹性阶段的初始转动刚度计算模型,推导初始转动刚度的计算公式.采用数值模拟和已有试验数据,对所推导公式进行对比分析.结果表明,节点的初始转动刚度主要取决于T形钢连接件的翼缘厚度、T形钢翼缘上螺栓的位置和梁的高度,通过推导公式所得的初始刚度大于数值模拟和试验所得刚度.为了更加准确地预测节点初始转动刚度,引入刚度修正系数,分别采用修正后的刚度公式和已有的计算公式计算案例.结果表明,修正后的刚度公式能够更好地符合试验结果.     

叠层橡胶支座竖向刚度退化对隔震结构的影响

隔震结构在地震作用下,叠层橡胶支座竖向刚度随剪切变形增加而不断退化,对整体隔震结构产生的影响尚不明确.为此,通过ABAQUS建立不同层数、层高、柱距的隔震框架结构,支座本构采用修正的双弹簧模型结果.通过ABAQUS用户单元子程序UEL,采用FORTRAN语言编写了能够考虑支座竖向刚度退化的支座单元程序;输入实际罕遇地震波,对结构进行弹塑性动力时程分析,研究支座竖向刚度退化对结构地震响应的影响.结果表明:支座竖向刚度退化对结构柱底剪力、轴力、弯矩及梁弯矩有一定影响,地震响应放大系数结果为1.1～1.3;支座竖向刚度退化对支座剪切变形及上部结构层间位移影响较小.研究结果可为今后进行罕遇地震作用下隔震结构的计算分析提供重要依据.     

机器上楼多层厂房主梁向跨数增加时楼板竖向振动的研究

本文用RITZ向量直接叠加法计算了主梁向多跨的厂房楼板的竖向振动,与规范中对主梁向三跨结构所作的规定作了对比分析,是规范后期研究课题之一。     

Structural Design of a Tall Building with Underpinning Structure in Guangzhou

This paper introduces the structural design optimization of a tall building with reinforced concrete frame-core shear walls in Guangzhou downtown.To decrease the construction cost,wide flat beam with 400 mm ×650 mm rectangular cross-section are adopted for main beam.Special measures are used to decrease noncoincident centers of mass and stiffness.Because subway tunnels cross the building underground,inclined columns,the second and third floor underground together function as the underpinning structures.Different from traditional transform beam,the proposed underpinning structures show good performance without using large dimensional bending members.Special attentions should be paid to the beams connecting with the inclined column in the underpinning structures,and these beams show large tensile or compressive forces.Settlement observations after completion construction indicate that the building as well as the proposed design measures work well.     

内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

为研究新型内翻U形外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性与有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值相比较,发现二者十分接近,偏于安全,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。     

大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁抗剪性能试验

进行了4根大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁在集中荷载作用下的抗剪性能试验,对其主要受力过程、开裂荷载、破坏特征及抗剪承载力进行了对比分析。结果表明：试验密肋薄腹梁的主要受力过程及破坏特征与普通有腹筋梁相似;有预制底板的试件开裂荷载和极限荷载比无预制底板的试件大,预制底板的存在还提高了试件的抗弯刚度和整体工作性能;通过分析4根试件抗剪承载力试验结果及破坏特征可知,受剪箍筋能否得到充分利用,在很大程度上取决于主斜裂缝的位置及倾角等因素;通过承载力的试验值与各主要规范计算值进行对比可知,由于各规范考虑因素及侧重程度不同,抗剪承载力计算值相差较大,中国规范和德国规范计算值与试验值比值最小,美国规范和英国规范比值最大。