工程教育认证背景下结构力学“金课”设计研究

本文基于工程教育理念,针对结构力学课程特点,分析了结构力学课程对土木工程专业毕业要求的支撑作用,按照“金课”标准对结构力学教学思路进行设计。以力法求解超静定结构的课程内容为例,采用案例教学法、启发式教学法、研讨式教学法等多种方法,从工程实例引入超静定结构,讨论力法求解的具体思路和步骤,并应用于解决郑州奥体中心体育场钢结构工程等问题,实现从解决一般工程问题到解决复杂工程问题的跨越。课程教学取得了良好成效,可为其他工科工程基础类课程教学提供参考。     

无侧向支撑钢结构变电构架的二阶效应分析

针对无侧向支撑的两跨人字形钢结构变电构架,进行了考虑结构二阶效应的受力性能分析。分析中考虑了构架柱的初始几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同存在对变电构架受力性能的影响。通过分析对比斜向、水平及竖向荷载作用下的二阶弹性、一阶弹塑性和二阶弹塑性3条荷载—位移曲线,得到了这种变电构架的二阶效应特点及影响因素:在斜向和水平荷载作用下,虽然受材料非线性的影响更大,但受到二阶效应的影响较早;在竖向荷载作用下,则受二阶效应的影响更大,而塑性效应的影响不很明显。     

LMSS40型铁路移动模架造桥机主箱梁有限元分析

以京广铁路客运专线郑州公铁两用桥工程为例，对某公司改造设计的LMSS40型架桥机主钢箱梁部件进行了强度、刚度和稳定性计算分析。结果表明，改造设计能满足使用要求，为类似架桥机设备的开发设计和验算分析提供了参考依据。     

基于神经网络的受损钢结构变电构架承载能力预测

以单侧、双侧及无侧向支撑的两跨人字形钢结构变电构架为研究对象,通过分析其受损前后的受力性能,得到变电构架在斜向、水平及竖向荷载作用下的二阶效应特点及影响因素。在此基础上,运用人工神经网络方法,建立起精度很高的钢结构变电构架承载能力预测模型,有效预测变电构架在不同损伤程度下的弹性、弹塑性极限承载力及相应变形,可为实际变电构架的安全性监测分析及日常运营维护提供参考依据。     

建筑结构用Q235钢超声波辅助锌-锰系磷化处理及耐蚀性研究

为有效提高建筑结构常用Q235钢的耐蚀性,采用锌-锰系磷化工艺对Q235钢进行表面处理,并在磷化过程中引入超声波。测试并分析了不加超声波以及施加超声波获得的锌-锰系磷化膜的物相、厚度、腐蚀前后的形貌特征及耐蚀性,同时探讨了施加超声波对锌-锰系磷化膜的影响机理。结果表明：在一定范围内超声波功率提高有利于提高形核密度并缩短成膜诱导期,在相同时间内获得缺陷少、较厚且表面致密性较好的锌-锰系磷化膜,表现出良好的耐蚀性。但超声波功率过高的情况下成膜速度变慢,锌-锰系磷化膜中缺陷增多,导致耐蚀性变差。超声波功率为120 W获得的锌-锰系磷化膜表面致密性最好,厚度达到11.8μm,其耐蚀性明显优于不加超声波获得的锌-锰系磷化膜,腐蚀电流密度相比于Q235钢降低了超过一个数量级,能对Q235钢起到理想的防护作用。     

钢变电构架考虑损伤的承载能力计算模型研究

针对无侧向支撑的两跨人字形钢结构变电构架,在构架柱损伤前后,分别进行了考虑结构二阶效应的承载能力分析。为了模拟构架柱的凹陷损伤,分别采用了等效刚度模拟方法和区段损伤模拟方法。分析中考虑了构架柱的初始几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同作用的影响。在导线荷载作用下,通过分析对比变电构架受损前后的二阶弹性、一阶弹塑性和二阶弹塑性曲线,得到了其承载能力的变化规律:变电构架的极限承载能力主要受弹塑性二阶效应的影响,但与弹性极限差别较大;与区段损伤模拟方法相比,采用等效刚度模拟方法时,其极限承载能力降低较为明显。     

高温下K8型网壳结构变形形态及位移计算方法北大核心CSCD

为了解和掌握网壳结构在升温过程中的力学响应特点,以K8型单层网壳结构为研究对象,对考虑热应变的非线性有限元理论进行了推导.使用有限元软件ANSYS建立结构的数值模型,通过材料和几何双重非线性分析,探索不同矢跨比结构极限承载力随温度的变化规律,发现高温下结构有明显的起拱现象,在一定温度范围内温度作用对结构承载能力是有益的.在此基础上,根据不同荷载比设计了180个数值算例,从两个维度分析结构矢跨比、最大位移值与温度的关系,通过拟合方法得到高温下网壳结构最大位移的计算式.研究成果可为高温下单层网壳结构的力学特征分析提供理论依据和技术参考.     

实腹式型钢混凝土梁疲劳破坏模式与机理研究

国内外以往研究揭示了实腹式型钢混凝土(SRC)梁在静力荷载作用下具有正截面受弯破坏与斜截面受剪破坏两种模式。该文旨在通过试验研究实腹式SRC梁在疲劳荷载作用下的破坏模式、受力性能和机理。共进行了50根SRC梁的疲劳试验,试件设计考虑了含钢率、配筋率、剪跨比、混凝土强度、设置栓钉连接件与否等参数的变化,剪跨比覆盖到1.0~4.2的范围。为了与SRC梁内部钢梁的疲劳性能进行对比,又开展了8根纯钢梁的疲劳试验。该文阐述了SRC梁各组件的疲劳破坏过程,比较了纯弯段和剪跨段的受力行为。结果表明:剪跨比从1.0变化到4.2,正截面受弯疲劳破坏都是实腹式SRC梁的绝对主导破坏模式,是其抗疲劳设计的关键问题,而斜截面受剪疲劳破坏模式很难呈现。纯钢梁受剪疲劳强度远比其张开型的正截面受弯疲劳强度高的特性,同样体现在SRC梁内部钢梁的疲劳性能上。内部钢梁正截面受弯疲劳破坏是整个SRC梁疲劳破坏的标志,改善钢梁疲劳强度的构造措施对提升SRC梁的疲劳性能具有重要意义。     

三种类型钢变电构架考虑二阶效应的受力性能比较

对双侧、单侧及无侧向支撑的三种两跨人字形钢结构变电构架在导线荷载作用下进行了考虑结构二阶效应的受力性能分析。分析中考虑了构架柱的初始几何缺陷,加载过程分别考虑了几何非线性、材料非线性以及两种非线性因素共同作用对变电构架受力性能的影响。通过分析对比三种类型变电构架在考虑各种影响因素下的受力性能,找出了它们的二阶效应特点以及侧向支撑的作用特点。     

某医院超厚墙板模板设计及大体积混凝土施工技术

为防止高能电磁射线的泄漏,某大型医院新建病房楼工程医用直线加速器室设计采用超厚墙、板,又由于楼层高度较大,在施工过程中须采取高大模板支撑,再进行大体积混凝土的浇筑。为解决这些施工难点,对模板体系的选用和支撑形式的布置,都进行了详细分析与计算;对于大体积混凝土施工,通过合理的原材料选用和科学的配合比设计,并对施工缝和温度裂缝进行特殊处理与控制,以达到设计需要的防辐射效果。