广义无剪力分配法及其传播矩阵

本文通过理论推导,修正了弯矩分配法中的分配系数和传递系数,同时引进了同层柱(有相同侧移杆件)间的侧移弯矩传播系数,从而得出了一种可用于分析有侧移多层多跨框架的弯矩分配法。这种方法可称为有侧移弯矩分配法,或称为广义无剪力分配法。 广义无剪力分配法,可以用于手算;也可以与传播矩阵法相结合,用于电算。广义无剪力分配的传播矩阵法与矩阵位移法相比,它的优点是矩阵降阶,使电算的内存及运算量减少。     

地层环境变化对地铁车站结构内力的影响研究

现行地铁车站的结构设计中,地层环境变化如何影响车站结构的内力还需要更进一步分析研究。以某地铁车站为例,建立结构空间有限元模型。通过不同的岩土弹性抗力系数和静止土压力系数来探讨地铁车站结构内力的分布影响规律。由此得出结论:随着岩土的弹性抗力系数增大,车站顶板和中板的横向最大负弯矩均增大,底板横向最大正弯矩减少,侧墙横向最大正弯矩增大和横向最大负弯矩减少,底板纵梁最大弯矩减少,柱子最大轴力减少;随着岩土的静止土压力系数增大,顶板、中板和底板横向最大正弯矩减少和横向最大负弯矩增大,侧墙横向最大弯矩增大。     

不同弯矩增大系数钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

设计3个不同柱端弯矩增大系数的钢筋混凝土框架结构模型,考虑结构材料、荷载及地震动参数的随机性,分别对其进行随机增量动力分析(IDA),以地震峰值加速度(a pg)作为地震动强度指标,结构的顶点最大位移角θmax作为结构的反应参数,得到各结构模型的IDA曲线。在IDA分析的基础上,对各结构模型进行地震需求概率分析,通过定义4个抗震性能水平,对各模型进行随机pushover分析,确定各性能水平的限值,分别对各结构模型进行易损性分析,得出各结构的地震易损性曲线。计算分析结果表明:弯矩增大系数的取值对结构的易损性有一定的影响,其取值越大时,结构在地震作用下倒塌的概率越小;在一定的范围内(0.2g≤a pg≤1.0g),当结构的塑性程度发展越大时,提高弯矩增大系数对结构抗震性能的贡献越明显;建议规范修订时可适当增加柱端弯矩增大系数的取值。     

现浇盒状内模空心楼盖的直接设计法

为研究直接设计法对盒状内模空心楼盖的适用性,以典型的四角柱支撑盒状内模空心楼盖为分析对象,在校核分析模型后,用ABAQUS软件完成了224个算例分析。考察了具有相同参数的空心楼盖和对照实心楼盖的截面弯矩分布的异同,进而分析了空心率、板格边比、柱跨比、梁板相对抗弯刚度比和边梁抗扭刚度比等5个因数对空心楼盖弯矩分布的影响,得到了内板格和端板格各弯矩控制截面的一次弯矩分配系数以及各控制截面内柱上板带板、跨中板带和柱上板带梁的二次弯矩分配系数,并与规范建议的直接设计法系数做了对比。分析结果表明:空心楼盖与实心楼盖在边计算单元和中计算单元间以及各计算单元内的弯矩分布规律类似,差异主要体现在跨中正弯矩的分配上;当板格边比不大于1以及柱跨比不大于0.2时,柱(或柱帽)的尺寸效应对截面弯矩一次分配的影响可以忽略;规范中直接设计法的分配系数与计算值在部分截面有较大差距,需对柱上板带负弯矩、柱上板带正弯矩、柱上板带梁的弯矩分配做相应调整。根据分析结果,文章最终提出了直接设计法一次弯矩分配系数表和二次弯矩分配系数表供研究和设计应用。     

不同弯矩增大系数钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

设计3个不同柱端弯矩增大系数的钢筋混凝土框架结构模型,考虑结构材料、荷载及地震动参数的随机性,分别对其进行随机增量动力分析（IDA）,以地震峰值加速度（a _pg）作为地震动强度指标,结构的顶点最大位移角θ_max作为结构的反应参数,得到各结构模型的IDA曲线。在IDA分析的基础上,对各结构模型进行地震需求概率分析,通过定义4个抗震性能水平,对各模型进行随机pushover分析,确定各性能水平的限值,分别对各结构模型进行易损性分析,得出各结构的地震易损性曲线。计算分析结果表明：弯矩增大系数的取值对结构的易损性有一定的影响,其取值越大时,结构在地震作用下倒塌的概率越小;在一定的范围内(0.2g≤a _pg≤1.0g),当结构的塑性程度发展越大时,提高弯矩增大系数对结构抗震性能的贡献越明显;建议规范修订时可适当增加柱端弯矩增大系数的取值。     

混凝土宽箱梁汽车偏载效应分析

为探讨汽车偏心加载条件下混凝土宽箱梁的偏载效应,以某座主梁宽度为38 m、主跨为210 m的部分斜拉桥为工程背景,利用实体有限元模型对比分析了汽车荷载对称布置和偏心布置情况下箱梁控制截面应力、弯矩和剪力的空间分布特征,并以偏载系数和剪力滞系数为评价指标讨论了汽车荷载的偏载效应和剪力滞效应。通过分析发现:汽车荷载的局部轮载和剪力滞效应造成控制截面上顶板正应力分布极不均匀,剪力滞系数最大可达1. 47,而车辆偏心布置时截面正应力偏载系数最大可达1. 2,大于桥梁设计中常使用的偏载系数1.15;汽车偏心布置时靠近车辆一侧的边腹板所承担的弯矩和剪力均有所增大,其中弯矩偏载系数为1. 1左右,而剪力偏载系数为1. 8(远大于1. 15),工程中应该引起足够重视。     

三排微型桩内力分布的数值模拟

该文将强度折减法与有限差分程序FLAC~(3D)相结合,对同一排内均匀布置且具有纵向联系梁的桩心配筋微型桩进行数值分析。在利用实体单元和理想弹塑性本构模型模拟桩体得出加桩边坡的稳定系数后,采用可以直接得到弯矩和剪力等内力的结构单元Pile对桩体进行模拟,Beam单元模拟连系梁,得到了三排微型桩在破坏前不同滑坡推力下的内力分布规律。桩体受最大弯矩与剪力均位于滑带处,滑坡推力较小时第一排桩所受弯矩和剪力最大,第二排其次,第三排最小;滑坡推力较大、接近破坏时最大弯矩分配为第一排最大,第三排其次,第二排最小,剪力为第一排和第三排较大,第二排最小。     

基于地层结构法的隧道衬砌结构受力数值分析

隧道衬砌的设计是隧道设计的重点,隧道衬砌的设计,不仅要保证其安全性外,还需更加经济。为保证隧道衬砌结构安全的前提下降低成本,结合算例,采用地层结构法,考虑荷载分配系数,计算衬砌结构的水平及竖向荷载。再结合ANSYS软件,进而分析出衬砌结构的位移、弯矩、轴力、剪力等力学特征参数。得到:围岩荷载作用下,隧道顶部及仰拱中部产生较大变形,其中隧道顶部位移最大;仰拱中部处弯矩最大,拱脚位置弯矩也较大。     

连续梁转动刚度及弯矩传递系数研究

本文利用弯矩分配法、虚功原理和单位荷载法推导出四跨以内连续梁的转动刚度及弯矩传递系数     

现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖的设计方法

采用弹性有限元方法,对现浇钢筋混凝土空心板无梁楼盖的计算模型进行分析,给出三种典型区格的弯矩分布和这些区格中柱上板带和跨中板带的板带弯矩及分配系数,与等厚度实心板进行对比,分析了空心管对刚度的影响,提出两向的计算刚度,可以采用实心板无梁楼盖的经验系数法和等效框架法。对于指导工程设计,具有参考价值。     

井格梁的极限承载力

本文对各种网格平面的井格梁作极限分析,导得了承载力的计算公式,可以适用于钢的及适筋的钢筋混凝土井格梁,因为它们在受力的后期能形成塑性铰,达到内力的完全重分配。将所得的弯矩系数及剪力系数列成表格,供设计时应用。同时又与通常按弹性理论所得之值作比较,得出调幅值,从中可看出按塑性理论确定内力的经济效益。     

盾构隧道结构御灾性能评价弯矩传递系数的研究

针对盾构隧道设计中因弯矩传递系数使用不当而造成的管片裂缝、管片错台、渗漏水等灾害现象,为实现结构设计阶段对灾害的主动控制,利用有限元软件ABAQUS建立均质圆环模型及梁-弹簧模型,研究错缝拼装盾构隧道在软土地区中隧道埋深、基床系数及接头相对刚度对弯矩传递系数的影响。通过分析数值模拟计算结果得到各因素对弯矩传递系数的影响规律与作用机理,提出弯矩传递系数的拟合计算公式,为软土地区盾构隧道结构防灾设计参数的确定提供依据。     

楔形变截面柱平面内稳定及平面内等效弯矩系数

采用平衡法对楔形柱 (压弯构件 )平面内稳定及平面内等效弯矩系数进行计算分析 ,得出楔形压弯构件与等截面压弯构件平面内稳定计算公式一致、其平面内等效弯矩系数 βm 与等截面 βm 相衔接的计算公式     

考虑承台刚域的基础梁受力分析

在考虑地下室基础承台刚域及抗拔桩布置的情况下,对基础梁的弯矩计算进行分析推导,得出了跨中弯矩的折减系数计算公式。通过实际工程的算例分析,采用简化计算得出四桩至六桩承台不同跨度、不同桩径的折减系数,从中可以看出,考虑承台和桩的作用能够降低基础梁高度及减少配筋,做到设计上的经济合理,从而节约了工程造价。     

竖向外伸肋板对高层建筑气动力特性影响的试验研究

为研究建筑外表面竖向外伸肋板对高层建筑气动力的影响,试验中采用了1个未设置肋板的参考模型和4个不同肋板布置形式的研究模型,通过模型测压风洞试验,获得了不同风向角下各模型的表面风压,进而对比分析了各模型的基底弯矩系数和层风力系数。试验结果表明：在所有试验模型中,外伸宽度d(d=7.5%D,D为模型长度)较小且靠近建筑边缘(b=15%B,b为肋板与模型边缘距离,B为模型宽度)的竖向肋板可以有效降低横风向脉动层风力系数,最大降幅为40.17%;竖向肋板可以有效降低基底弯矩系数的极值,顺风向和横风向的基底弯矩系数极值最大降幅分别为28.64%和39.02%。通过对比横风向气动基底弯矩功率谱密度发现,无肋板参考模型与加肋板模型的功率谱密度接近,说明竖向肋板的作用并非改变横风向脉动风荷载的能量分布,而是降低其强度;通过研究基底弯矩的相平面轨迹发现,当竖向肋板外伸宽度较小时,顺风向和横风向基底弯矩相关性随着竖向肋板外伸宽度的增大而增强。总体上,通过合理的竖向肋板布置能够取得较为显著的气动优化效果。     

对“钢筋混凝土开口圆池简捷设计法”的讨论(一)、(二)、(三)及原文作者的答复

1.根据等截面长壁圆池的准确解可求出最大环拉力位置x_T,最大环拉力maxT_2,最大负弯矩G_1,最大正弯矩位置x_M及最大正弯矩max M,分别可用下列系数表示(推导略);     

平面外弯矩下Y型主方支圆钢管节点热点应力集中系数研究

对平面外弯矩作用下Y型主方支圆钢管节点进行了数值分析。基于不同几何参数,采用有限元方法建立Y型主方支圆钢管节点模型。依据有限元分析结果,计算节点热点应力及热点应力集中系数,并与已有试验结果进行对比验证。通过分析主、支管间焊缝的热点应力集中系数分布,得出热点应力集中系数的分布形式受节点几何构型的影响较小,且热点应力集中系数一般在鞍点处达到最大值。基于几何参数对鞍点处热点应力集中系数影响的分析结果,由回归分析建立计算Y型主方支圆钢管节点鞍点处热点应力集中系数的经验公式,并通过与有限元分析结果的对比,验证了经验公式计算结果的正确性。     

短肢剪力墙结构侧向位移研究

对短肢剪力墙结构的不同高度处墙肢弯矩变化规律进行了分析,得出短肢剪力墙结构侧移曲线呈弯剪型,最大层间位移角在侧移曲线拐点所在层;随着整体系数增大,短肢剪力墙结构侧移曲线拐点下移。对一短肢剪力墙结构工程分析,改变墙肢整体系数得出不同的侧移曲线,其结果与理论分析相一致。     

地铁盾构隧道管片受力分析

盾构管片接头刚度系数一直是影响盾构管片设计计算结果正确性的直接影响因素。通过建立盾构管片及弯曲螺栓的三维非连续介质模型,以及设置合理的管片接头接触模型,消除了接头刚度系数对计算结果的影响。对盾构管片在实际荷载作用下的受力与变形情况进行研究。研究表明:管片拱顶与拱底接头向内侧张开,两侧拱腰接头向外侧张开。非连续介质模型中,盾构管片的分块拼装形式以及管片间连接螺栓单元的设置改变了管片环的整体刚度,管片接头附近出现了不均匀的波浪形云图。相对于惯用法模型,三维非连续介质模型的轴力值在接头处有明显突变,并且其最大正弯矩值小于惯用法模型计算结果。两种计算方法得出的最大负弯矩值相差不大,本次研究取得的成果对盾构管片设计工作有一定的参考价值。     

关于悬臂式板桩墙的极限状态设计

悬臂式板桩墙设计中主要确定插入深度和最大弯矩,由于传统方法计算的最大弯矩在理论上与实际存在矛盾,因此本文建议了一种计算最大弯矩的方法。在这一方法中,计算最大弯矩时如用安全系数折减被动土压力系数,将使安全系数的概念含糊不清,故文中建议不折减被动土压力系数来计算最大弯矩。