组合梁徐变和收缩应力重分布的代数本构方程求解

针对钢-混凝土组合梁徐变和收缩效应的计算问题,采用龄期调整有效模量法的代数本构方程,并用内力分配的图解方式推导和求解了组合梁弯矩和轴力重分布的代数方程组。通过算例分析,获得了受徐变和收缩影响的组合梁截面内力、应力和应变随时间变化的力学特征,并利用重分布内力自相平衡的特点验证了结果的正确性。计算结果表明:由徐变和收缩引起的重分布内力均随时间增长而增大,变化速度随时间增加而递减;钢梁重分布弯矩显著,而混凝土板的重分布弯矩很小,若忽略该弯矩的影响可以使方程组独立求解,进一步简化计算;徐变和收缩引起的重分布内力都是自平衡内力,由此可检验计算结果的正确与否。此方法得到的解可直接应用于工程的实用计算。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥收缩徐变分析

在采用大型通用有限元程序对钢管混凝土拱桥建立空间模型，准确地模拟桥梁的施工加载过程，计算其拱肋混凝土的收缩徐变量值，对钢管拱肋截面的应力重分布现象的研究过程中。发现混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱桥结构体系的全截面轴力基本上无影响，但对结构的全截面弯矩有较大的影响。由于混凝土收缩徐变产生的截面应力重分布使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变，引起钢管应力增加，混凝土应力减小，拱顶截面混凝土承受的弯矩显著增加。这一现象应引起工程界的足够重视。     

内置钢箱-混凝土连续组合梁受力性能试验

为研究超静定内置钢箱-混凝土组合梁的塑性设计方法,进行了4根两跨内置钢箱-混凝土连续组合梁试验,获得了试验梁裂缝分布与开展、变形发展、破坏特征及塑性内力重分布等方面的试验结果.通过分析,给出了内置钢箱-混凝土连续组合梁等效塑性铰区长度计算公式,提出了以支座控制截面弯矩弹性计算值与组合梁正截面破坏时钢箱所承担弯矩之差为调幅对象、以相对塑性转角为自变量的弯矩调幅设计方法.     

无背索斜拉桥主梁空间内力分析方法——以长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥为例

采用空间剪力柔性梁格法离散桥面结构，建立了大悬臂钢脊骨箱梁主梁－混凝土桥面组合截面徐变内力重分布计算的初应变法，编制了模拟无背索斜塔异形斜拉桥施工过程和使用阶段的空间内力及稳定分析程序，以此为基础，分析计算了长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥主梁内力分布规律、徐变内力重分布对结构内力分配的影响、结构的整体稳定性安全系数等，采用3种计算模式进行分析，结果表明：梁跟部全截面轴力基本一致，但轴力的分配差别较大，若不考虑徐变影响，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.47-0.50倍；考虑徐变内力重分布，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.78倍，而对应的主梁钢箱梁稳定安全系数分别为4.18及3.1，可见，钢箱梁轴力是该桥钢箱梁设计的控制因素。     

斜拉桥的收缩徐变附加应力分析

当斜拉桥主梁采用砼板和钢梁组合梁时,砼板的收缩徐变受钢梁约束而产生截面上钢和砼间的应力重分布。同时,砼板和索塔的收缩徐变在高次超静定结构的斜拉桥中还将产生内力重分布。本文以某大桥为例,进行了理论分析和大量计算,为具体设计提供依据。     

徐变引起的组合构件的截面应力重分布

组合构件包括两种不同混凝土组合而成的截面或混凝土与钢组合的结合截面,由于混凝土具有徐变性能,各组合部分徐变不同会引起截面内的应力重分布,从而导致截面内的附加应力.本文从引起徐变附加应力的原因--组合截面的变形协调关系出发,推导出了计算徐变引起的截面应力重分布的附加内力的微分方程,并提出了各种组合截面的徐变的截面应力重分布的计算公式.     

关于预应力混凝土结构弯矩调幅建议的讨论

介绍了国内外混凝土设计规范和各研究机构对预应力超静定结构考虑塑性内力重分布的弯矩调幅设计建议:总结出影响预应力混凝土超静定结构弯矩调幅设计建议的主要因素是截面相对受压区高度和次弯矩;深入讨论了各调幅建议在处理受压区高度和次弯矩上的分歧;提出应对预应力超静定结构的弯矩调幅设计建议.     

铰化法解多跨连续梁

利用铰化法解多跨连续梁是本人在教学过程中摸索出的一种将超静定结构转化为铰化结构(笔者把超静定结构上弯矩为零的截面改为铰连接的结构称为铰化结构)求解内力的一种方法,本文叙述了将超静定结构转化为铰化结构的依据、转化过程,并推求了六跨连续梁弯矩为零的截面位置系数。由于弯矩为零的截面位置已定,利用该法求作连续梁的内力图快而准确。该法理论简单,应用方便,只要掌握了静定梁的内力计算方法,就能求解部分多跨连续梁的内力。该法可供工程技求人员在结构计算中参考、应用。     

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。     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥收缩徐变分析

的截面各组成部分 ,存在内力重分布的现象 ,即构件后浇部分混凝土的重量先作为一种荷载作用在已建成构件上 ,然后再与预制或现浇部分形成组合截面 ,钢管混凝土构件就是这样的一种典型构件 [2 ] 。为了反映实际桥梁结构的施工过程 ,必须采用一种能够真实描述结构及构件截面形成过程的计算方法 ,以确保整个桥梁结构在施工过程及运营阶段的安全可靠。在结构分析中 ,把由不同时间或不同材料形成的构件截面各部分描述成不同的层 ,构件的截面几何特性根据实际情况采用以下方法处理 [3 ] :抗压刚度 :EA =∑ni=1Ei Ai ,(1)组合截面形心位置 :y =∑…     

弯矩调幅对钢筋混凝土连续梁使用阶段裂缝和挠度影响的试验研究

本文通过五根低配筋两跨连续梁的静力试验,研究了连续梁弯矩调幅后的内力重分布规律,详细分析了弯矩调幅对低配筋连续梁使用荷载阶段裂缝宽度和挠度的影响,其结论可供编制内力重分布设计规程参考。     

钢框架柱抗火承载力的非线性有限元分析

为深入了解火灾下钢框架柱的受力性能和破坏模式以及各种因素对其抗火承载力的影响,采用有限元方法对H型钢框架柱在火灾中的反应进行了理论分析.结果表明:火灾中相连梁膨胀产生的推力对框架柱的耐火极限具有明显的降低作用,且随着框架柱荷载水平的增加这种影响加剧;由于内力重分布的影响,框架柱轴力在火灾初期持续增长,火灾后期反而降低甚至低于常温状态,且在火灾中随着温度的升高框架柱的端弯矩持续减小;火灾中H型钢框架柱的翼缘端部、中部发生明显的局部失稳现象,局部失稳的位置将影响抗火设计中柱的计算长度的取值.     

剪力滞对超静定箱梁结构性能的影响分析

提出一种考虑梁弯曲与剪力滞变形耦合影响的分析箱梁剪力滞效应的有限元方法,导出相应的有限单元公式。在此基础上,首先分析简支静定箱梁的剪力滞系数和考虑剪力滞影响的梁的挠度,并与相应的变分法解析结果作对比,然后分析超静定连续箱梁的剪力滞系数,将其结果用叠加法和系数矩阵法结果进行验证。最后分析剪力滞对超静定多跨连续箱梁内力及变形的影响。结果表明：剪力滞对静定和超静定箱梁变形及截面应力重分布的影响较大;剪力滞对超静定箱梁内力重分布的影响很小,可以在设计计算中忽略不计。     

钢管混凝土拱桥收缩徐变的有限元分析

采用大型通用有限元软件ANSYS计算钢管混凝土拱桥拱肋混凝土的收缩徐变量值,将计入混凝土收缩徐变前后的拱桥内力与应力值进行比较,分析混凝土收缩徐变对结构变形的影响,得出了钢管混凝土拱桥收缩徐变的规律:混凝土的收缩徐变使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变,引起钢管应力增加,混凝土应力减小.     

上部结构-桩筏基础-地基相互作用有限元分析

为了研究结构-桩-土的相互作用,利用有限元程序对上部结构-桩筏基础-地基相互作用体系建立了三维有限元分析模型.通过计算分析并与常规设计作了比较,对两种情况下上部结构的内力变化作了探讨.结果表明:筏板发生"盆型"变形,上部结构的梁、柱内力都发生了重分布:即四个角柱轴力增大,边柱和内部柱都出现卸荷现象;柱端弯矩最大值和梁端弯矩最大值都出现在最底层.计算中土体、桩、筏、结构等材料都取弹性范围分析.     

设计参数对钢管混凝土系杆拱桥力学性能的影响分析

以中承式钢管混凝土系杆拱桥为计算实例,采用通用软件ANSYS建立了拱桥的有限元计算模型,通过改变其主要设计参数,对该类桥梁在恒载作用下的受力情况进行了对比分析,得出了不同矢跨比、拱轴系数、主拱拱肋含钢率等设计参数对拱桥各控制截面内力、应力、位移变化的影响规律.研究结果表明:改变矢跨比和拱轴系数对系杆拱桥在恒载作用下的内力有较大的影响,且对恒载作用下全截面弯矩的影响比对轴力的影响更为显著;改变钢管的壁厚对于主拱肋各控制截面的轴力、弯矩及应力影响不大.该计算结果可为优化同类桥型的设计提供参考.     

组合梁负弯矩区截面抗剪强度试验研究

本文通过五根外伸梁及一根二跨连续的组合梁负弯区抗剪试验,解释了负弯区截面抗剪强度比塑性计算值有所提高的原因。并通过力比、剪力比的参数变化分析了负弯区截面的强度破坏情况及极限荷载、使用荷载限值。同时,还提出了负弯区强度破坏与局部屈曲破坏间的界线,连续梁负弯区极限抗剪能力对弯距调幅的影响等问题作了初步分析。