钢-混凝土组合箱梁弯矩-曲率恢复力模型研究

截面弯矩-曲率滞回规则是钢-混凝土组合梁最重要的力学特性之一,该滞回模型的建立为组合箱梁结构的弹塑性分析提供了可行性。利用幂函数插值方法,考虑剪力连接度对组合箱梁截面弯曲刚度的影响,提出了考虑界面滑移的钢-混凝土组合箱梁正向、负向截面弹性刚度及截面屈服弯矩计算方法,建立了组合箱梁截面弯矩-曲率三折线骨架曲线模型;在试验数据与理论分析的基础上,获得了组合箱梁正向及负向刚度退化规律表达式,并进一步提出了钢-混凝土组合箱梁截面弯矩-曲率最大点指向型滞回模型,将该模型的分析结果同试验结果进行了比较。结果表明:提出的组合箱梁截面弹性刚度、屈服弯矩、弯矩-曲率骨架曲线模型及滞回模型均与试验结果吻合良好,且模型计算方法简单明了,便于手算。     

预应力混凝土连续箱梁桥剪力滞效应分析

运用有限元计算软件对预应力混凝土连续箱梁桥分别进行平面杆系单元分析和实体单元分析,得到根部截面的剪力滞效应,并与通过实测数据得到的剪力滞效应进行比较,为此类结构的设计施工提供参考。     

受弯混凝土箱梁翼缘有效宽度试验研究与分析

在大比例长悬臂梯形截面混凝土箱梁模型受弯性能试验研究的基础上,结合混凝土箱梁的特点,通过选用相应的单元类型和材料本构关系,运用ANSYS大型有限元分析程序模拟了试验全过程,模拟结果与试验结果吻合较好;大量参数分析表明：在弹性受力范围内,宽跨比是影响翼缘有效宽度计算系数的主要因素;在承载力极限状态下,影响翼缘有效宽度计算系数的主要因素有宽跨比、纵向受拉区钢筋配筋率、钢筋屈服强度以及混凝土抗压强度。分别给出了翼缘有效宽度计算系数在弹性工作状态下和承载力极限状态下的计算公式,为初等梁理论应用于解决混凝土箱梁正截面受弯承载力计算提供了试验和理论依据。     

混凝土箱梁结构力学特性分析与安全评价研究

为全面了解预应力箱梁结构的非线性力学性能,基于大型非线性有限元软件MSC.MARC,建立预应力箱梁三维非线性有限元模型,混凝土采用六面体单元,钢筋采用truss杆单元,预应力通过钢筋单元的初始应力输入施加.模拟分析了预应力箱梁在集中荷载作用下的结构力学特性,并通过试验对计算结果进行验证,通过计算与试验结果对既有结构的安全性进行评价.     

宽幅预应力混凝土连续箱梁横梁仿真分析

通过中山市国道G105上某座(25+40+25)m宽幅预应力混凝土连续箱梁桥的实际工程,借助于有限元分析程序ANSYS,建立实体单元仿真分析模型,分析横梁处腹板区域剪力占全截面的比例、箱梁在荷载作用下剪力分配特征以及预应力钢束引起该剪力分配比例的变化情况,验证常规连续箱梁的横梁简化计算方法在宽幅预应力混凝土连续箱梁桥横梁的可行性。仿真分析结果有效指导宽幅预应力混凝土连续箱梁横梁的设计,也为类似的横梁设计分析提供参考。     

预应力作用下波形钢腹板箱梁的轴向力效应研究

波形钢腹板箱梁桥的腹板沿纵向具有褶皱效应,因此能够提高预应力的施加效率。为了明确所提高的预应力效应的程度,利用有限单元法对相同截面尺寸的波形钢腹板箱梁和混凝土腹板箱梁施加相同的预应力,对产生的轴向应力进行对比分析。结果表明：预应力引起的波形钢腹板箱梁轴向应力与混凝土腹板箱梁轴向应力的比值k和混凝土箱梁截面面积与波形钢腹板箱梁有效截面面积的比值η接近。     

预应力混凝土变宽箱梁结构的空间分析

预应力混凝土变宽箱梁结构具有非常明显的空间力学效应,精细的力学分析在此类结构的设计中十分重要。介绍了大型通用软件ANSYS分析预应力混凝土变宽箱梁结构的技术与方法,并且以宁波机场路高架的一联五跨预应力混凝土变宽箱梁为例,分析得到了一般经典的梁单元分析方法所不能得到的计算分析结果,为设计人员提供有价值的参考。     

预应力混凝土连续宽箱梁偏载系数研究

以南通通启路高架工程的预应力混凝土单箱多室连续宽箱梁桥为背景,建立实体单元空间有限元模型,将箱梁跨中截面各位置点的正应力增大系数计算值与常用简化计算方法所得值进行对比,探讨简化计算方法的可行性,供同类工程设计参考。     

钢筋混凝土梁柱单元的高斯积分

在已建立的任意截面钢筋混凝土梁柱单元模型基础上,分析了单元积分时高斯点数对钢筋混凝土结构非线性分析结果的影响,分析比较了现行混凝土结构设计规范建议的用于计算弯压截面极限承载力的混凝土受压σ-ε关系和用于非线性分析的σ-ε关系的差异,并将计算结果与试验结果比较,建议合理的钢筋混凝土梁柱单元积分高斯点数。     

预应力混凝土变截面连续刚构桥箱梁体积计算

南平西城大桥是大跨度预应力混凝土变截面连续刚构桥,其连续刚构采用挂篮悬臂浇现法施工,在各箱梁节段施工时需要求得待浇筑混凝土梁段的自重,首先必须得到待浇筑混凝土梁段的体积,即必须先求得各节段混凝土箱梁的体积,但根据设计资料并未提供这些数据,因此必须自己进行计算求解,在此我们采用MIDAS/Civil软件自带的截面特性值计算器进行计算出该截面的相关截面特征值(截面面积),再采用数值积分进行求解体积,对计算所得体积和施工结果皆表明本文的处理方法是正确的。     

Membrane forces acting on thin-walled box girders considering shear lag effect

A new method for the determination of membrane forces acting on box girder bridges considering shear lag effect is proposed in this paper. A box girder is divided into four thin plate elements: top plate, bottom plate, cantilever and web. Using the equilibrium conditions of the plates, the membrane force equation for each plate element is established. The analytical formulas for calculating the membrane normal, transverse and shear forces of each plate element considering shear lag effect are derived. The proposed method is easy to implement in the design of thin-walled box girders considering shear lag effect.Through examples using the high order finite strip element method and the experiment, the results obtained by the proposed method are examined and the accuracy of the proposed method is verified. The discussions on the shear lag effect on the membrane forces acting on cantilever box girders are given considering the variations of span to width ratio, width to height ratio and various loading conditions.     

曲线箱梁桥结构分析的一种有限元计算方法

本文提出在梁轴向引入高阶位移插值函数的曲线箱梁结构计算方法 ,由于本方法综合考虑了剪力滞、畸变以及大曲率等因素的影响 ,合地反映了箱梁结构的变形特性可用比较少的单元得到良好的计算精度 ,通过与通用程序Ansys6 1的计算结果比较 ,验证了本文方法的计算精度以及在工程设计中的实用价值     

新型耗能体系在抗震结构中的应用

箱形截面钢桥墩广泛地用于高架桥中，通常，这些箱形截面的钢板具有较高的宽厚比，这就使得桥墩在大地震时很容易遭到破坏。为了改善这种钢桥墩的抗震性能，提出了一种通过能量被局部构件吸收的方法来提高整个结构的抗震能力，即把地震灾害控制在一些事先设计好的薄弱构件中，地震时，通过这些构件的破坏来吸收能量，在研究中，粘附于钢桥墩的低屈服点钢板被设计为薄弱构件，在地震时，通过低屈服点钢板的屈服来吸收能量，并保持桥墩一直为弹性。研究了低屈服点钢板的耗能特性，并提出了优化设计方法，这种新的设计概念及方法同样适合于房屋、厂户及高耸结构抗震设计。     

桥梁损伤识别的实用模型修正方法研究

对面向损伤识别的桥梁结构模型修正实用方法进行了研究。提出了基于振动特性测量的三步模型修正策略和综合利用通用有限元程序ANSYS的优化功能进行模型修正的方法。为了缩减待修正的参数,根据计算目标函数对每个单元参数的敏感性,进行子结构划分,通过对子结构参数的修正进行结构损伤的大致定位,然后对确定为损伤的子结构的每个单元进行参数修正,进行结构的损伤定量识别和状态评估。修正算法的优化方法采用ANSYS一阶优化方法和随机搜索方法,敏感性分析和模型修正完全基于ANSYS软件进行,较适合于实际工程的应用。为了说明方法的可行性,以某一实际三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥为仿真算例,以结构模型的单元刚度衰减来模拟损伤,进行损伤识别,达到了较好的效果。     

整体预制钢-混凝土组合梁桥合理结构研究

为了在中小跨径桥梁中推广使用钢-混凝土组合结构桥梁,提高桥梁的工业化建造水平和组合梁桥的装配化程度,提出了一种整体预制钢-混凝土组合梁桥结构。结合常用的中小跨径的需求,考虑公路运输条件和吊装能力,构建了整体预制钢-混组合梁结构基本单元,并提出了单元之间的连接方式,进一步形成整体桥梁。计算分析表明:所提出的整体预制钢-混组合梁,在受力性能方面均优于传统分离预制钢-混组合梁,在全寿命周期的经济性能方面优于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁,在施工性能方面相比于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁以及分离预制钢-混组合梁会明显提高施工效率、缩短施工工期,而且更容易保证施工质量,为桥梁工程提供了一种结构合理、施工便捷的结构形式。     

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。     

Progressive collapse analysis of thin-walled box columns

Box columns are often used as main strength members of various types of thin-walled structures such as ships, ship-shaped offshore structures, and aerospace structures. Until and after the ultimate limit state is reached, box columns exhibit highly nonlinear structural behavior in terms of geometrical and material aspects. In particular, the effects of local buckling, global buckling, and their interaction play a significant role in the resulting consequences of box columns under extreme actions. In order to calculate the maximum load-carrying capacity of box columns, it is thus highly required to perform the progressive collapse analysis to take into account progressive failures of individual components and their interacting effects. The aim of the present study is to demonstrate a method that is useful for the progressive collapse analysis of thin-walled box columns in terms of computational efficiency and accuracy. Theoretical outline of the method is addressed. Short, medium and long box columns in length are studied in terms of interacting effects between local component failure modes and global system failure modes. The effect of unloaded edge conditions of individual plate elements is also studied. A comparison of the method with more refined nonlinear finite element method computations is made.     

上部结构刚度对箱形基础整体弯矩影响的探讨

本文通过大量的计算和钢筋应力的实测,分析了上部结构刚度对箱形基础整体弯矩的影响,提出了上部为墙板式结构及上部为框架结构的箱形基础的计算方法。当上部为框架结构时,建议采用等代刚度梁的方法作为考虑上部结构共同作用的简化计算方法,该法经证明具有足够的精确度。对于G.G.Meyerhof在1953年建议的等代刚度梁公式,本文进行了验证和改进,建议按改进后的公式计算上部框架结构的等代刚度。     

箱形基础在上下部共同作用下整体受力的极限分析

提出箱形基础在上下部共同作用下整体受力极限分析方法,并与实际工程实测结果对照验证其合理性与可靠性。将上部结构与箱基、地基视为整体,借助于上下部同步进入极限状态的虚功率方程,从极限分析的角度对箱基在上下部共同作用下的整体受力进行求解。根据十字机动破坏模型和双抛物线基反力破坏模式,求出相应箱基整体受力上限解。箱基整体进入极限受弯状态时,视上部结构为框架体系,计算上部结构抗弯刚度对箱基整体受力解约束效应分析。选取两个具有较完整实测结果的箱形基础工程按以上方法进行极限分析,并与实测对比。结果显示,与现行“箱筏基规范”考虑上部效应法相比,该极限分析方法计算结果更接近实测。同时,上下部共同作用整体受力极限分析方法更易于手算和电算编程,并可用于各种基反力模式。     

小半径曲线桥梁上大跨径预制箱梁的安装技术

结合具体工程实例,介绍了小半径曲线桥梁上大跨径预制箱梁的安装技术和施工过程中的质量控制关键点,提出了具体的施工注意事项,论述了确保京石高速公路运营安全的交通管制方法,积累了预制箱梁安装经验。