全跨和半跨荷载组合下荷载效应函数模型研究

研究了全跨和半跨荷载组合下荷载效应函数的特性.首先分析了荷载效应函数为非线性的原因.然后在多个实例分析的基础上,提出了一个全跨和半跨荷载组合作用下荷载效应函数的一般模型.该模型无论是在构件层次上还是在体系层次上都具有较高的精度.最后根据此函数模型,讨论了荷载效应曲线的非线性程度.结果表明荷载效应曲线为抛物线或双曲线.这...     

基于弯矩和轴力随机相关特性的RC偏压构件可靠度分析

我国现行规范在分析混凝土偏心受压构件可靠度时,未考虑轴力和弯矩的随机相关特性。基于此,首先推导了弯矩和轴力间相关系数与对应荷载效应比值的函数表达式,得到了相关系数随荷载效应比值变化的规律。在此基础上定性分析了弯矩和轴力的随机相关特性对大偏压和小偏压两类构件失效概率的不同影响规律。采用Monte Carlo方法计算了当水...     

注重实践能力的“荷载与结构设计方法”教学改革探索

针对"荷载与结构设计方法"教学中存在的一些问题,从改革教学内容与方法、改革答疑方式、加强实践训练等三个方面进行了学生实践能力培养的探索。结果表明,按该模式进行教学改革能达到较好效果。     

基于承载力拟合的钢拱不利几何缺陷分析

几何缺陷会显著降低钢拱结构的稳定承载能力。为合理确定钢拱不利几何缺陷,该文采用基于子空间划分的多响应面方法对承载力函数进行了拟合,然后根据函数极值的拉格朗日乘子法求解承载力最低时的几何缺陷分布。以两铰圆弧钢拱结构为例,考虑荷载比、偏差节点数量等参数的变化,对比了按上述不利缺陷法和一致缺陷法确定的缺陷拱结构受力性能。结果表明:1)基于子空间的多响应面方法拟合承载力函数的精度较高,承载力预测值与有限元分析结果较为接近;2)采用对承载力拟合函数求极值的方法得到的几何缺陷对承载力更为不利,在参数分析范围内其对应的结构承载力和初始刚度较一致缺陷法分别平均偏低约10%和约22.8%;3)随着偏差节点数量增多,基于承载力拟合的不利缺陷分布与一致缺陷分布的差别进一步增大,且基于承载力拟合的不利缺陷分布对应的节点正负偏差的波动性更为明显。     

考虑脉动风场的3 MW风机钢塔筒基础底板脱开失效概率

该文采用谐波合成法按Davenport风速谱和Kaimal风速谱分别模拟了某陆地风电场的脉动风速时程。根据相应高度处的平均风速,并结合伯努利理论,得到风荷载时程。建立某3 MW风机钢塔筒有限元模型,并考虑风机气动推力、塔筒风荷载时程和重力二阶效应的影响,求解钢塔筒的动力响应。考虑作用效应时程变化及材料容重变异性,采用Monte Carlo方法按规范准则分析该风机基础底板脱开失效概率,并研究对应可靠指标随基础底板半径变化的规律。结果表明:无论是正常运行工况还是极端荷载工况,该风机塔筒底部总弯矩和总剪力近似完全相关,且变异系数较大;选用Davenport风速谱时正常运行和极端荷载工况下基础底板脱开失效概率分别约为0.008 20和0.0188,选用Kaimal风速谱时对应失效概率分别约为0.0107和0.0281;基础底板不脱开失效的可靠指标会随着半径增大而提高,当半径增加至1.2倍时,两种工况下可靠指标提高均不少于39.90%。     

基于容许位移的网壳结构稳定验算实用方法

针对网壳结构的稳定承载能力分析操作复杂且所需机时较多的不足,本文提出了一种容许位移验算方法。该方法以设计临界荷载所对应的位移值作为容许位移值,将承载能力验算转换为位移验算,然后以容许位移值来校核网壳结构的稳定设计。以K8型单层球面网壳为例,展现了该方法的具体实现过程。实例设计表明该方法操作简单,计算量小,可为网壳结构在方案设计阶段进行稳定验算提供了一种近似方法。     

不同设计配筋下大偏压RC柱承载力抗震可靠度

为研究偏心距随机特性对不同设计配筋下RC柱承载力抗震可靠度的影响规律,采用解析方法,推导了以多个无量纲化设计参数表达的大偏压RC柱失效方程和配筋影响系数计算式。考虑规范中的柱配筋率要求,分析了荷载效应比值等设计参数在常用取值范围内时配筋影响系数的变化规律。结合已有的水平地震作用、竖向重力荷载、混凝土强度和钢筋强度等参数的概率模型,并考虑偏心距的随机特性,采用Monte Carlo方法进行了大偏压RC柱可靠度分析。结果表明:不同设计参数组合下大偏压RC柱配筋影响系数的变化离散性较大;当配筋影响系数较小时,增加配筋对大偏压RC柱可靠指标的改善作用不大;当该系数较大时,增加配筋对可靠指标的提升效果较明显。     

张弦梁结构若干参数对承载性能的影响分析

张弦梁结构已在我国大型工程中有所应用,但对该种结构的理论研究并不完善。通过分析在全跨荷载或半跨荷载作用下,初始缺陷、矢跨比、垂跨比和预应力水平对结构承载性能的影响,得出拱矢跨比基于承载性能的最优值。对张弦梁结构的设计具有有益的参考。     

张弦梁结构若干参数对可靠度的影响分析

研究了张弦梁结构的承载可靠性能,采用响应面方法重构出结构的极限状态方程,用一次二阶矩算法计算可靠指标。分析了荷载比例、矢跨比、垂跨比和抗力类变量的变异系数对结构可靠性能的影响。得出了矢跨比基于承载可靠性能的最优值。为张弦梁结构的设计提供了有益的建议。     

风动力效应对斜拉网壳结构承载性能的影响分析

为将风致响应分析与承载安全性能评估结合起来,引入了一种简化的极限承载能力风振系数.通过计算出风荷载动力效应下与静风作用下结构整体极限承载能力的比值,较方便地实现了考虑风动力效应的斜拉网壳结构承载安全评估.然后讨论了网格厚度、荷载组合比例值和预应力水平等参数对简化风振系数的影响规律.结果表明:结构刚度越柔,屋面质量越轻,预应力水平越高,风动力效应的影响越显著一些.