内压与局部轴压共同作用下钢筒仓屈曲性能研究(Ⅱ):屈曲应力计算方法

采用有限元方法研究了考虑内压影响的局部轴压作用下钢筒仓屈曲应力。考察了内压、局部轴压分布角及径厚比等因素对钢筒仓屈曲应力的影响。将内压与局部轴压作用下钢筒仓屈曲应力的分析结果与现有规范中关于内压与均匀轴压作用下钢筒仓屈曲应力的计算结果相比较,发现现有规范公式不能准确计算内压与局部轴压作用下钢筒仓的屈曲应力。在参数分析的基础上,提出了相应的考虑内压影响的局部轴压作用下钢筒仓屈曲承载力计算公式。经验证,该公式与有限元分析结果吻合较好。     

基于赫兹理论的销轴连接修正设计方法研究

工程设计中销轴连接的接触应力峰值及应力分布模式大多以赫兹接触理论为准则进行分析。一般认为,作用于销轴的荷载在耳板范围内均匀分布或以等效集中力形式作用于耳板中线处,但实际工程中销轴连接的边界条件并不完全符合赫兹理论的假定。为得到更为精确的销轴连接应力计算式,在有限元模型中各相关参数的设置得到验证后,对销轴连接进行了参数分析。研究摩擦系数、耳板厚度、耳板间隙和销轴直径等参数对处于弹性工作状态的销轴连接的接触应力数值及其分布规律的影响,并对大量有限元分析结果进行拟合,提出了基于赫兹接触理论修正的销轴局部接触应力峰值计算式及销轴的最大弯曲应力计算式。在建议的尺度范围内,采用修正后的应力计算式的计算结果和有限元分析结果吻合较好,且具有较高的精度,可为工程应用提供参考。     

负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱的承载性能有限元分析

为分析外包钢筋混凝土加固钢柱后组成叠合柱的轴压承载性能,应用ABAQUS建立三维有限元模型,对不同初应力系数时加固的外包钢筋混凝土叠合柱用进行了有限元模拟。结合有限元模型,分析初应力系数对加固后柱的轴压承载力的影响规律。初应力使得外包钢筋混凝土加固的钢柱荷载-变形位移曲线后移,轴力集中于钢骨,初应力系数对其承载力影响显著。分析表明:使用外包钢筋混凝土加固钢柱,初应力系数小于20%时,可按新建结构计算,初应力系数大于20%时,需要对强度进行折减。     

碾压混凝土拱坝三维有限元等效应力分析

有限元法分析拱坝应力时，规范规定应补充计算有限元等效应力，按等效后坝体的主拉应力和主压应力作为控制指标。本文基于大型有限元计算软件ANSYS结合布桑加拱坝进行三维有限元分析之后，采用有限元等效应力法将角缘处的集中应力合成对应的线性等效应力，与拱坝体形优化程序（ADASO）计算的结果对比分析后，显示计算结果合理有效，为布桑加拱坝的体型和结构设计的综合评价提供了可靠的依据。     

轴载与温度作用下水泥路面板的变形与应力分析

水泥路面板沿厚度存在温度梯度时,水泥路面板将出现翘曲变形（板角翘曲或板中翘曲）,由于自重和约束的作用板内将存在温度翘曲应力,目前我国水泥路面设计中主要考虑温度应力和荷载应力的叠加造成的水泥路面板底－板顶产生的横向开裂,计算中并未考虑轴载和温度共同作用下水泥路面的应力和变形。文中通过有限元方法,建立模型,对单自由板在轴载和温度共同作用下的变形和应力进行了计算,计算中考虑了正向和负向温度梯度和轴载作用板不同位置时的工况,计算结果表明不同工况下水泥路面板最大应力将发生变化,将造成板不同的开裂方式。     

高强方钢管高强混凝土短柱轴压性能

选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。     

现浇箱梁支架钢管桩验算方法的研究

结合工程实例,建立了Midas有限元模型,对现浇箱梁支架钢管桩进行了验算,并对钢管柱应力、轴力、组合应力、横竖向位移、剪应力等计算结果作了研究,指出采用该方法计算管桩方便、快捷、准确。     

空间钻石型钢塔梁柱连接节点力学特性分析

以范蠡大桥为背景,建立全桥杆系有限元模型和空间异形钢梁柱连接节点有限元模型,并对其进行对比分析研究。结果表明,塔柱承受着轴力和弯矩作用,塔柱内侧板件承担了60%~65%的竖向压力;横梁在连接节点附近受到横向弯曲和扭转作用;梁柱连接节点内板件应力分布不均匀,节点内侧应力水平较高,但高应力水平区域范围较小,应力扩散较快,结构受力安全。板壳有限元方法计算梁柱连接节点处结构应力比杆系有限元方法的精度高。     

方钢管混凝土柱钢管的非线性分析

为研究轴心受压方钢管混凝土短柱钢管的力学性能,利用通用有限元分析软件ANSYS建立了方钢管混凝土柱的有限元模型,考虑了混凝土强度、截面宽厚比以及钢材强度对方钢管混凝土柱钢管纵向应力-应变关系的影响,为纤维模型数值分析提供了钢管的等效单轴应力-应变关系曲线的简化计算方法。     

基于理论及有限元模型的封底混凝土最大拉应力研究

基于某跨河大桥深水承台施工案例，论述了封底混凝土最大拉应力计算原理及计算方法，重点阐明了基于ANSYS有限元模型及平截面假定的有限元计算方法。对比分析理论及有限元模型的封底混凝土最大拉应力计算结果，明确了计算封底混凝土厚度时考虑桩基约束的必要性和合理性，工程计算宜采用桩基约束以固结形式施加的有限元方法，为类似工程计算提供参考。