基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价

本文指出现行钢岔管基于应力分类的安全评价方法中存在的问题:应力指标的弹性计算方法与安全评价的塑性原理不协调;提出基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价方法,该法根据下限原理,在弹性迭代获得结构体系的一系列允许应力场过程中,对不同类型单元采用相应的广义屈服准则,利用单元承载比统一衡量所有单元的承载状态,使不同类型单元的弹性模量缩减可按同一表达式进行,能克服现行评价方法中存在的问题,并可将弹性模量调整法扩展至所有类型钢岔管的极限分析和安全评价中.对某月牙肋岔管安全评价表明:基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价方法有良好的计算精度和计算效率;现行基于应力分类的安全评价方法不能充分考虑钢材的塑性性能,计算耗材量较大;按规范设计的月牙肋岔管的整体膜应力和月牙肋应力的强度储备较高,局部应力是引起结构破坏的薄弱环节.     

双向地震激励和P-效应对延性需求的影响

利用规一化位移作为控制参数,以圆形屈服面来描述双向规一化抗侧恢复力之间的耦合效应,且综合考虑P-效应、强度退化、刚度退化、应变硬化等因素的影响,建立了双向地震作用下非弹性双自由度体系地震动力响应分析的新型双轴Bouc-Wen模型。结合69条地震记录,定量地分析了双向地震激励和P-效应对延性需求的概率统计特征的影响。计算结果显示：双向地震激励和P-效应对延性需求的影响较大,且影响程度对结构参数的取值比较敏感;长周期体系的延性需求可以描述为Lognormal或Frechet分布,而短周期体系的延性需求描述为Frechet分布更为合理;双向地震激励下的延性需求可以近似表达为单向地震作用下延性需求的平方和开平方。     

基于集中浓度矩阵分析混凝土中氯离子扩散规律

当前经常采用的混凝土中氯离子扩散分析的有限元法在计算混凝土试件暴露于氯盐环境的初期时,试件较深处的氯离子浓度的有限元法计算结果时常会发生振荡或甚至出现浓度负值等不合理的情况。利用数值积分近似计算的梯形公式,研究建立了氯离子扩散有限元方程中的集中浓度矩阵,并以之代替一致浓度矩阵,从而有效避免了有限元法计算结果的不合理性。进而通过和室内快速氯离子扩散试验结果和精确解相比较,表明了本试验方法具有很强的稳定性,且所需计算机的内存少,计算效率高,计算结果的误差随着空间和时间离散网格的加密而逐渐缩小。     

基于随机场正交级数展开的蒙特卡洛有限元法

应用Karhunen-Loève正交级数对随机场进行正交展开，并在此基础上建立了工程结构随机模拟分析的Karhunen—Loève正交级数蒙特卡洛有限元法。该法避免了随机场的空间离散，不仅保持了传统蒙特卡洛有限元法计算结果相对精确的特点，而且避免了随机变量随着空间离散单元数目的增加而增加的缺陷，可以有效控制蒙特卡洛法模拟计算的工作量。     

闭口薄壁杆件约束扭转计算的样条里兹法

本文根据Ｖ．Ｚ．Ｖｌａｓｏｖ的广义坐标法。结合样条函数理论和能量变原理，提出闭口薄壁杆件约束扭转计算的样条里兹法。     

方形钢管混凝土框架二阶效应下极限承载力的高效线弹性迭代分析

传统的弹性模量调整法难以考虑结构二阶效应的影响。为此,该文研究建立了考虑二阶效应影响的方形钢管混凝土(CFST)的齐次广义屈服函数,据此建立了二阶效应下框架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用二次多项式分别建立了关于套箍系数和稳定系数的影响函数,在此基础上,利用具有分数指数幂的一阶多项式,通过回归分析研究建立了方形CFST压弯构件在二阶效应下的齐次广义屈服函数。其次,通过有策略的缩减高承载单元的弹性模量模拟结构刚度的衰减,进而通过线弹性迭代分析确定方形CFST框架结构的极限承载力,据此分析了二阶效应对不同荷载工况、不同几何参数下的CFST框架极限承载力的影响。最后通过与试验数据和现行增量非线性有限元法对比分析,验证了文章方法具有较强的适用性、较好的计算精度和计算效率。研究结果表明,二阶效应对于CFST中长柱和CFST框架都具有不可忽略的影响。     

海洋混凝土结构耐久性定量分析与设计

针对当前结构耐久性设计缺少定量计算模型,难以保证设计的混凝土结构在海洋环境腐蚀作用下达到预定服役寿命等问题,提出海洋混凝土结构耐久性设计的计算模型和定量设计方法。首先,利用试验数据和回归分析理论建立混凝土电通量与氯离子扩散系数的关系模型,分析验证该模型的合理性和适用性;进而选取混凝土保护层厚度、龄期衰减系数和氯离子渗透能力系数(混凝土电通量或氯离子扩散系数)等参数作为海洋混凝土结构耐久性设计参数,利用Fick第二定律建立耐久性设计参数的计算模型,提出海洋混凝土结构耐久性设计参数限值的确定方法和步骤,结合算例结果分析现行混凝土结构耐久性设计规范的局限性。研究表明,由于现行的混凝土结构耐久性设计规范所选取的设计参数中没有选取龄期衰减系数,且缺少定量计算模型,导致在部分情况下不能满足混凝土结构预定的服役寿命要求或混凝土制备要求。该文方法通过合理选取耐久性设计参数并依据定量计算模型确定设计参数限值,克服了现行设计规范存在的缺陷和不足。     

考虑施工进程的弦支穹顶结构临时支撑体系

针对弦支穹顶结构临时支撑体系的布置位置、布置方式及其刚度等施工参数对施工过程中结构性能的影响,提出了临时支撑系统的评价指标以及具有实际参考价值的施工参数取值范围.采用有限元软件ANSYS,分析关键参数对施工中准结构受力性能的影响,从而得出其取值范围.分析结果表明,临时支撑的布置位置、布置方式及其刚度等参数对施工过程中弦支穹顶结构性能的影响较大,提出的临时支撑施工参数可为结构方案设计和施工调整提供较为科学的依据     

混凝土中氯离子扩散场的补偿长度

混凝土中氯离子扩散过程可以由Fick第二定律描述,利用数值方法分析该扩散过程的关键是恰当选取混凝土中氯离子扩散场计算长度,并据此建立正确的数值分析模型.本文利用误差函数的性质研究建立了混凝土中氯离子扩散场的补偿长度的计算表达式,研究了混凝土中氯离子扩散场的补偿系数取值及补偿原则,并通过算例证明了补偿长度理论对数值模型的重要性和补偿长度系数取值的合理性.     

箱型梁桥分析的样条子域法

本文提出了一种可用于箱型梁桥分析的半解析方法，首先将箱型梁桥沿跨径方向分为多个子域，建立子域半解析位移场，然后将子域离散多个单元，并利用子域位移场将单元自由度转化为子域自由度，利用罚函数建立修正的势能泛函，导出结构总体刚度矩阵。