CFRP加固简支钢梁有限元分析

主要研究了碳纤维复合材料粘贴到钢结构表面用于结构补强与加固的技术特点,并对不同加固方式下的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固H型受弯钢梁进行有限元计算,得到了它们的荷载-挠度曲线,分析不同使用状态下的构件碳纤维加固对其承载力、刚度等方面的影响.结果表明,与未加固钢梁相比,采用CFRP加固后的钢梁的承载力、挠度得到显著改善.     

钢结构代换受损钢筋砼结构的应用

对矿井工程中受损的钢筋砼结构进行加固补强，经过方案比较，最终确定采用钢结构替换原损坏结构，通过增加的钢梁、钢柱等构件，在合理的制作安装后，代换了原有受到损伤的钢筋砼结构部分，实现了对受损钢筋混凝土结构使用功能的恢复。施工质量、工期等都达到了预期效果。     

简支空心板梁桥横向预应力加固方法及效果研究

为解决空心板梁桥单板受力问题,基于邢汾高速某简支空心板梁桥设计相似有机玻璃试验模型.分析了预应力筋的布置以及荷载的施加等几个因素对横向预应力筋加固简支空心板梁桥效果的影响,从图形和量化计算两个方面,直观地给出了模型的加固方案对比.试验结果表明:施加横向预应力筋加固效果明显,在梁底跨中部位施加预应力加固效果最好;张拉预应力大小并非越大越好,应与施加荷载大小相适应,才能达到最佳加固效果.     

索支承加固门式刚架静载试验及有限元分析

针对一实际门式刚架厂房结构,基于索支承结构体系及预应力加固方法,提出该门式刚架厂房的加固方案,然后利用ANSYS软件建立了其一榀24 m跨门式刚架有限元模型,对其进行索支承加固仿真分析,研究了索支承方案加固前后门式刚架的特性变化,获得了不同预应力状态下,索支承方案对门式刚架的加固效果。最后设计并实施了该榀门式刚架索支承加固后的静载试验,研究不同荷载下钢梁各节点的应力、挠度及体外预应力拉索变形情况。仿真模型与试验结果表明:提出的索支承结构体系及预应力加固方法能较大地提高结构的承载能力,加固效果显著,加固后该门式刚架厂房结构满足设计要求,有限元分析与静载试验结果基本一致,验证了索支承方案在门式刚架加固中具有相当的适用性。     

昆明铁路局北站人字形网架结构分析与加固

论文以昆明铁路局北站人字形网架为分析背景,进行了该网架在超设计荷载作用下结构的内力计算和构件的强度、刚度及稳定性验算.由于荷载增大,网架在超设计荷载作用下部分杆件及底部支座的强度不满足规范要求,必须进行加固.经过对多个加固方案的对比研究分析,采用了水平弹性支撑对该网架进行加固处理.论文提出的这一加固方法,应用约束条件变化对结构内力分布进行调整原理,降低了加固具成本和施工难度,对同类工程加固具有参考价值.     

预应力螺旋肋筋内嵌混凝土梁加固性能研究

针对现有加固方法的不足,提出了内嵌预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的加固方法.通过7根梁试件的静力加载试验,对内嵌预应力和非预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的力学性能进行了较为系统的研究.结果表明,内嵌预应力螺旋肋筋加固是一种非常有效的加固方法,它不但能够克服外贴FRP片材加固混凝土梁引起的剥离破坏,还可以弥补内嵌非预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的不足,大幅度提高被加固梁的开裂荷载和屈服荷载,改善梁的裂缝开展情况,提高梁的抗变形能力.研究结果为该加固方法在工程中的应用提供了依据.     

新型电解槽摇篮架受力变形分析

本文采用ANSYS有限元分析软件,建立了老式摇篮架和新型预应力摇篮架的空间模型.采用实体力筋法来模拟预应力钢结构,预应力的模拟采用降温法.在分析过程中考虑了结构的材料非线性和几何非线性.对比分析了新型预应力摇篮架与传统摇篮架的受力性能、受力变形规律以及屈服荷载等.结果表明,通过施加预应力改变了原有的应力分布,结构整体内力分布趋于均匀,特别是45度斜向肋板上的拉应力得到明显改善,从而提高了构件的屈服荷载.     

CFRP片材加固钢梁的有限元分析

工程结构中的受弯钢梁由于腐蚀或疲劳损伤需要进行加固和修复,与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有很大的优势和应用前景,如不会导致严重的应力集中、不会产生残余应力、施工方便、维护费用低等。但是目前仅对CFRP加固钢构件进行了部分试验研究,缺乏相关的有限元分析。本文拟对CFRP加固H型钢梁有限元分析的几个关键问题进行了论述,并采用笔者提出的"三维实体-桁架-壳元"有限元模型对钢梁粘贴CFRP加固前、后的性能进行分析。分析结果表明,对完好钢梁粘贴CFRP布和CFRP板加固后其性能提高非常显著,而且粘贴CFRP板的加固效果更加明显。     

预应力对体外预应力简支钢梁自振频率的影响

利用有限元方法建立了体外预应力简支钢梁的有限元模型,对不同预应力值及预应力筋不同偏心距布置条件下简支钢梁的自振频率进行动力仿真分析。通过仿真结果分析预应力大小对自振频率的影响规律及影响程度,最后给出了预应力值与桥梁自振频率的定量关系,为开展预应力简支梁中有效预应力的识别提供了一定的理论支撑。     

预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁的试验研究

为揭示预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁结构的受力机理和加固效果,对预应力碳纤维加固的混凝土梁进行了试验研究,提出了简易的预应力施加方法.研究了不同初始张拉值情况下加固梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载的变化,以及承载过程中加固梁体裂缝的发展情况和破坏形式,论证了预应力碳纤维加固法优势和可行性.结果表明：预应力碳纤维加固法,对增加钢筋混凝土梁的抗弯刚度、改善加固结构的抗弯性能和构件的延性方面的影响较大,为预应力碳纤维加固混凝土梁领域提供了依据.     

部分预应力混凝土组合连续梁桥

本文提出了一种新桥型——部分预应力混凝土组合连续梁桥的设计原理与施工方法。此桥型为预应力筋与普通钢筋混合配筋结构,它具有桥型新,结构合理,施工方便,节省预应力钢材和使用效果好的优点,目前已按此桥型设计和新建了三座桥梁,它是适用于中等跨径梁式体系的较好桥型。     

预应力钢梁高温环境下的力学特征有限元分析

采用有限元方法研究预应力钢梁在受火条件下,一定时间段内构件的温度分布状况及其变化,在热分析的前提下,进行构件的热力效应分析。并将相应工况的力学特性研究与理论计算结果进行对比分析,从而进一步探索预应力钢梁在火灾(高温)条件下损伤机理。研究表明:温度高低、荷载形式、梁端约束、预应力损失、拉索布置高度等因素对钢梁的力学特性产生较大影响。所得结论可为预应力钢结构抗火设计提供参考。     

预应力型钢超高强混凝土梁抗弯延性试验

为研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯延性性能,进行了15根预应力型钢超高强混凝土梁和3根预应力超高强混凝土梁在静力荷载作用下的受弯性能试验.结果表明:内置型钢提高了试验梁承载力的同时,提高了试验梁峰值荷载后的持载能力;试件的位移延性系数随着有效预加力、型钢含钢率、普通纵筋和预应力筋配筋率的增大而降低,随着钢绞线和型钢在截面内位置高度的降低而降低.分析了考虑截面整体配筋情况的综合配筋指数ωc与位移延性系数的关系,通过数据线性回归,给出以综合配筋指数ωc作为单一变量的位移延性系数简化计算公式.     

低预应力装配式方钢管拱结构受力性能分析

低预应力装配式方钢管拱结构是一种新型的结构型式,结构中下弦相间节点间所设的预应力拉筋。可以增强结构的整体刚度,减小支座水平推力。通过对该结构在不同荷载及不同跨度等参数作用下的受力性能进行分析认为,该结构不仅构造简单、造型美观、加工安装方便,而且受力性能也很好。是一种具有广阔应用前景的结构型式。     

矿用液压支架掩护梁结构强度优化的研究

在整个采煤过程中,液压支架作为煤矿开采的支护设备,它的高强度性和高安全性直接决定了煤矿开采作业的生产安全。根据目前对液压支架整体结构研究和实际采煤作业中发现掩护梁是液压支架整体较薄弱部位,特别是在顶梁受扭转载荷时更为突出。利用Hyperworks软件针对扭转载荷下的掩护梁进行了静力学分析和拓扑优化分析,在此基础上提出了结构优化方案,并对优化方案进行了相同工况下的静力学分析。对比优化方案的分析结果显示方案四使最大应力减小了24.46%,同时重量降低194 kg,最大位移也有所降低,优化结果最理想。对液压支架的整体优化提供了技术支持,完成了强化结构的同时液压支架总体轻量化的设计目标。     

负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

为了研究负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能,对3根组合梁试件进行了单调静力试验,其中包括非预应力组合梁、体内预应力组合梁和体外预应力组合梁各1根.试验结果表明:负弯矩作用下,3根试件的破坏均始于钢梁的受压屈服,在达到极限承载力时钢梁均发生了屈曲;与非预应力试件相比,体内预应力试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别提高了120％、35.1％和18.7％;体外预应力试件的开裂荷载较非预应力试件提高了24％,但屈服荷载和极限荷载略有降低;施加体内预应力可以有效地提高组合梁的极限变形能力,但对延性不利;施加体外预应力对组合梁的延性有一定的提高作用.     

某超长厂房预应力楼盖设计及检测

通过一个预应力梁板结构工程实例,简要介绍了4跨超长楼盖预应力方案的优化设计.文中对预应力主梁方案和次梁方案以及次梁方案中不同次梁间距布置进行了分析比较,同时还结合超长预应力束的不同处理方式进行了综合比较,最后抽取其中两根预应力梁进行了张拉过程和张拉锚固后的预应力损失、以及梁中所建立的预应力值和跨中的反拱值的检测,对理论分析结果进行了验证.     

竖向集中荷载作用下体外预应力混凝土连续梁解析解

在预应力混凝土桥梁加固中,体外预应力的应用逐渐广泛.本文主要基于微分方程,推导了体外预应力连续梁在竖向集中荷载作用下力法方程的解析解.利用该理论,计算了在竖向集中荷载作用下的挠度沿梁长的分布曲线,并与Ansys数值分析结果进行了对比,二者具有较好的一致性,说明该计算结果是合理的,可信的.对比结果表明,采用该解析解并能够得到在正常使用状态下混凝土梁的变形情况,为今后分析碳纤维加固体外预应力连续梁提供了基础.     

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

应用ANSYS有限元软件建立钢腹板体外预应力组合箱梁有限元模型,在集中荷载对称作用在肋板处和集中荷载作用在翼板中心两种加载方式下,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应进行分析,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁在两种加载方式下的剪力滞系数沿纵向和横向的分布进行了讨论．结果表明：两种箱梁剪力滞系数的变化规律相同,但波纹钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应相对明显;荷栽作用位置从肋板向翼板中心移动时,波纹钢腹板组合箱梁顶板由正剪力滞效应到负剪力滞效应变化,纵向在荷载作用位置附近剪力滞效应明显．