基于力法和ANSYS研究折线形钢梁跨中截面应力

为研究折线形钢梁的受力性能,采用ANSYS有限元分析软件对其受力性能进行了数值模拟,并运用力法推导了折线形钢梁的内力计算公式以及截面应力计算公式,得出了水平推力、跨中位移和跨中弯矩随着坡度的变化规律,对比两者的分析结果表明力法与ANSYS计算结构内力和跨中截面应力较为接近。     

折线形钢梁受力性能试验研究

通过对不同坡度的折线形钢梁进行试验,分析了受力过程中折线形钢梁的破坏形态和变形特征,通过有限元软件对不同条件下折线形钢梁的受力进行了模拟。结果表明,有限元模拟结果和试验结果吻合程度较高,并采用力法对折线形钢梁水平推力进行理论分析,并将计算结果与有限元计算结果进行对比。结果表明,折线形钢梁最终的破坏形态为失稳破坏,设计时应注意对跨中截面进行加强,并验算平面外稳定性;支座水平位移对水平推力的影响较大,设计计算时可考虑释放一定的水平位移来减小水平推力,使结构体系的受力更加合理。     

冷弯开口薄壁帽型截面受压钢构件压弯承载力的研究

对冷弯开口薄壁帽型截面受压构件的压弯极限承载力进行了分析研究,主要考虑构件长细比、荷载偏心距和构件初弯曲对压弯极限承载力的影响。利用MATLAB7.0.1和ANSYS10.0计算得到受压构件基于截面边缘纤维屈服准则的临界荷载和弹性弯扭屈曲荷载,进而利用ANSYS10.0对受压构件的弹塑性极限荷载进行了计算。通过对三种不同的计算方法得到的极限荷载进行比较,分析了冷弯开口薄壁帽型截面受压构件压弯极限承载力的计算方法。结论中评价了单轴对称截面压弯构件的设计公式。研究表明,该设计公式具有一定的安全储备,满足设计要求。     

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能非线性数值分析

应用通用有限元程序ANSYS,采用"实体单元-组合式配筋"计算模型,以墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率作为变化参数,对墙体压弯剪复合受力性能进行非线性有限元分析。通过对不同墙体模型的承载力以及墙体截面正应力和应变等计算结果的分析,研究较大剪跨比密肋复合墙体的破坏形态及特征、受剪及受弯承载力的影响因素、压弯极限状态下墙体的应力及应变特征,为复合墙体正截面压弯承载力计算公式及构造措施的建立提供依据。经对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。因此,采用提出的有限元模型及方法得出的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的非线性有限元分析结果是可靠且可信的。     

高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的稳定承载力

采用ANSYS软件建立有限元模型分析了Q460钢焊接薄壁箱形截面双向弯曲压弯构件的极限承载力。分析中考虑几何缺陷和材料缺陷,以及几何非线性和材料非线性的影响。同时,研究了构件长细比和板件宽厚比对极限承载力的影响;探明构件达到极限承载力时真实的应力分布状态;提出了采用毛截面计算其承载力的简单计算公式;收集可获得的试验结果以验证提出的计算公式。研究表明,建立的有限元模型能够很好地模拟焊接箱形截面双向偏心压弯构件的局部-整体相关屈曲性能;在大部分情况下,无量纲极限承载力与构件长细比和板件宽厚比近似为线性关系;构件达到极限承载力时还处于弹性阶段;轴力和双向弯矩之间的相关曲线也近似为线性;引入屈服强度修正系数后,基于线性相关关系的计算公式能够很好地预测Q460钢薄壁双向压弯构件的极限承载力;该公式还可推广到普通钢构件和更高强度的钢构件。     

折线形钢梁支座水平反力及挠度试验研究

选取5种不同坡度铰接折线形钢梁进行压弯试验,观察试验梁破坏形态并分析试验结果,结果表明试验梁的极限承载力随坡度的减小先下降后缓慢上升;荷载-挠度曲线表现为弹性和弹塑性;梁端水平位移较大幅度地增加了试验梁挠度,坡度越小的试验梁对梁端位移的增加越敏感。分析了考虑和不考虑支座相对位移时,坡度、钢梁跨度和集中荷载作用点等变量对钢梁的支座水平反力和跨中挠度的影响,并给出了均布荷载作用下钢梁的支座水平反力和跨中挠度,为钢筋混凝土柱-钢梁的设计提供理论依据。     

波折腹板工形构件截面承载力设计方法

从波折腹板工形构件的受力机理出发,利用有限元软件ANSYS计算了波折腹板工形构件在轴压力作用、弯矩作用和剪力作用下的承载力。通过分析其截面应力分布情况,得出了波折腹板工形构件在轴压力作用和弯矩作用下由翼缘承受绝大部分荷载,在剪力作用下由腹板承受绝大部分荷载的结论,并提出了合理的截面承载力计算模型。所得结论可作为波折腹板工形构件截面承载力计算的依据。     

矩形钢管混凝土双向压弯构件的理论与试验研究

对9根方形、矩形钢管混凝土在轴压、单向压弯及双向压弯受力状态下的力学性能进行了研究。构件的主要变化参数为加载角度和截面长宽比。试验结果表明:在受力过程中构件存在扭转,构件绕弱轴的跨中挠度和绕强轴的跨中挠度比值随着荷载的增加而增大,说明在受力过程中构件绕弱轴的刚度不断降低。编制了数值分析程序,采用纤维模型法分析矩形钢管混凝土在双向压弯受力状态下的力学性能,分析过程中考虑了截面变形轴扭转对构件力学性能的影响,理论分析结果和试验结果吻合良好。利用所编制的数值分析程序,分析了在不同加载角度和截面长宽比下变形轴扭转对构件力学性能的影响。分析结果表明:加载角度为45°时,扭转对构件承载力的降低幅度最大,达到20%以上;随着截面长宽比的增加,截面变形轴扭转会明显降低构件的承载力,截面长宽比越大,承载力的降低幅度也越大。     

简支钢梁在跨中隅撑作用下受力性能研究

为了研究简支钢梁在跨中隅撑作用下的受力性能,提出两种跨中设有隅撑时简支钢梁的计算模型并推导相应的转动刚度计算式和临界弯矩计算式。以此为基础,建立了考虑隅撑对简支钢梁跨中扭转刚度影响的ANSYS有限元模型。有限元模拟结果与理论计算结果的比较表明:考虑隅撑对简支钢梁转动刚度的影响后,简支钢梁临界弯矩得到较大的提高。同时利用有限元模型分析结果绘出多组简支钢梁的转动刚度-临界弯矩关系曲线,分析不同截面类型与跨高比的简支钢梁在跨中隅撑作用下的受力性能。     

装配式预应力钢梁受弯性能试验研究

为研究装配式预应力钢梁预应力梁段的受弯性能,对2个预应力简支钢梁试件进行静力加载试验,分析预应力钢梁段的弹塑性阶段受力机制和控制截面的应力变化规律。采用有限元分析方法研究预应力钢梁受弯全过程的受力机理和初始索力对构件承载力的影响。研究结果表明:预应力钢梁受弯过程为弹性-弹塑性-塑性3个阶段,在预应力作用下钢梁弹塑性阶段承载力会缓慢增加。增加初始预应力能有效提高结构的弹性极限承载力和极限承载力,但对结构的延性不利。塑性阶段钢梁跨中塑性铰的形成机理是受压翼缘先屈服,随后受拉翼缘屈服,屈服范围不断扩大,最终在整个梁高范围内形成塑性受力区。"T"形锚固区在加载过程中"—"部位受拉,"T"形下部顶点受压且应力较大。     

碱骨料反应对混凝土耐久性影响研究

碱骨料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一。根据近年来国内外在碱骨料反应方面的研究现状,从普通混凝土的组成出发,阐述了碱骨料反应的分类、反应机理、影响因素诊断及鉴定方法、预防措施等。在综合分析现状的基础上,指出了碱骨料反应控制工作中有待解决的问题,并提出了相关建议,可供工程应用参考。     

结构面对板岩力学特性影响研究

运用单弱面理论研究含单组结构面的板岩岩体抗压强度随结构面方位的变化情况,建立了相应的一维、三维抗压强度的变化规律。将该规律运用到南水北调西线的板岩试验结果分析中,研究结果表明:(1)运用单弱面理论建立的强度变化规律较好地吻合了单轴、三轴试验结果,可以认为正确反映了板岩的强度变化规律;(2)当结构面倾角在51.7°左右时,板岩的抗压强度取得最小值;并以此为对称中心,倾角向大小两个方向变化时,抗压强度逐渐增大,到一定角度后将变为岩块的强度;(3)板岩的破坏形式随结构面的变化而不同,可以产生沿结构面滑移、剪切破坏及复合破坏3种类型的破坏形式;(4)围压的增大会使得板岩的破坏方式由复合破坏向剪切破坏转变,结构面的密度对岩体的强度影响不大。     

交叉支撑位置对被支撑柱数量的影响

工业厂房的支撑体系通常由交叉支撑和水平撑杆组成,当交叉支撑设置于柱列一端时,被支撑柱子的数量不宜超过8根。文中考虑柱子初始弯曲的随机性,应用有限元程序ANSYS对交叉支撑设置在柱列一端、柱列中间和柱列两端三种情况下的柱列支撑体系进行了大量的有限元参数分析。研究结果表明,当交叉支撑分别设置在柱列中间和柱列两端时,被支撑柱子的数量可分别增加至14和15根,说明可根据交叉支撑位置合理确定被支撑柱的数量,达到即安全又经济的目的。     

层状地基对块体基础地基刚度的影响

在土-结构动力相互作用分析中,考虑地基分层的影响是非常重要的。虽然国内外学者在这方面已经进行了大量深入细致的研究,但是目前仅有极少一部分可应用于工程实际的简化计算方法。基于不同理论,根据不同方法分析地基分层对地基刚度的影响,分析结果可供改进我国动力机器基础设计方法时参考。     

基于摩擦学原理浅析螺栓孔径和孔型对抗滑移系数的影响

针对现场安装高强度螺栓摩擦型连接节点时常常随意扩孔的现象,用摩擦学原理分析其危害,并根据摩擦学公式,分析试验数据,得出摩擦面真实接触面积,总结出抗滑移系数与摩擦面真实接触面积的关系,指出摩擦面真实接触面积的减小是抗滑移系数减小的主要原因之一,最后根据近阶段摩擦学研究现状,指出抗滑移系数精确测量的复杂性,提出待解决的一些问题。     

不同加载方式下桩的摩阻力的试验研究

室内单桩的渗水力模型试验结果表明，不同的加载部位和加载方向对于桩的侧阻力的大小、分布和发展过程有重要的影响。这对于“反向测桩法”的应用具有重要的参考价值。     

潮汐对跨海峡隧道衬砌稳定性影响研究

 厦门海底隧道是我国目前修建的最长的海底隧道,隧道及两岸接线工程位于福建省厦门地区。该地区潮汐现象多样,水文条件复杂,历年最大潮差达6.92 m,多年平均潮差4.01 m,在计算过程中应该考虑潮汐的影响。利用厦门海洋工程勘测中心的海流监测数据,考虑潮汐荷载循环变化过程中衬砌的疲劳损伤过程,用有限元方法模拟分析应力渗流耦合作用下隧道潮汐荷载对隧道衬砌和围岩稳定性的影响,研究成果对海峡海底隧道修建工程有所借鉴。     

地应力对裂隙岩体渗流特性影响的研究

岩体总是赋存于一定的渗流场与应力场中的，研究地应力场对渗流场的影响具有重要的意义。首先分析了裂隙岩体渗流运动的基本规律，研究了应力对渗流作用影响的机理。在此基础上，结合甘肃某工程进行了现场地应力测量及高压压水试验，并且作了大量地表的、钻井岩芯的节理裂隙地质调查，得到了该地区的地应力值和渗透系数值。然后通过回归分析，可以发现该地区渗透系数随地应力值的增大呈负指数递减的变化规律。     

混凝土渗透性模型试验相似条件探讨

结合当前混凝土渗透性试验方法中的不足,基于达西定律及混凝土模型试件孔隙中的固-液界面双电层,在压力作用下产生的动电效应,提出了方案中所采用的混凝土模型试件的物理参数,并用量纲分析法确定了模型制作的相似条件,并给出主要相似系数.     

深基坑开挖周边土体沉降形态的模拟研究

为了解深基坑工程中开挖对周边土体沉降变形的影响。在归纳影响基坑开挖周边土体变形行为因素和总结当前地面沉降计算方法的基础上,结合具体工程实例采用以Mohr-Coulomb本构模型的有限差分法模拟基坑支护、降水和开挖过程,分析基坑开挖对周边土体沉降的影响。