薄壁深梁弯剪耦合应力分布规律

均布荷载作用下深梁的正应力属于弯剪耦合应力,传统的细长梁应力计算公式误差较大不再适用,在对薄壁深梁的设计中存在很多问题．基于梁横力弯曲的挠曲微分方程,推导出双轴对称截面深梁在横向均布荷载作用下弯曲正应力的计算公式,并对其弯曲正应力的沿粱长、梁高分布规律影响因素进行了分析．采用ANSYS软件对工程实例进行计算分析,利用分析结果对推导公式进行精度评价．结果表明：精度满足要求,对各类薄壁深梁的设计具有指导意义．     

深孔钢闸门组合截面主梁应力计算方法

为了解决以往深孔钢闸门主梁弯曲正应力沿用细长梁理论其计算结果偏于危险,而有限元法计算工作量大且复杂的问题,因此,基于弹性理论,推导出了均布荷载作用下工字型截面梁纵向纤维挤压应力计算公式,以及考虑纵向纤维挤压和剪切翘曲影响的弯曲正应力计算公式,并提出了组合截面薄壁深梁的判定准则,并以有限元数值模拟结果为准对各种弯曲正应力解析计算方法进行了评价.结果表明:已有解析法误差较大,不能准确揭示组合截面薄壁深梁弯曲正应力的变化规律;而所提方法考虑了剪切翘曲及层间挤压的双向应力状态影响,计算结果精度较高且适用范围更广.     

均布荷载作用下槽钢绕弱轴的非线性弯曲

主要通过能量法研究了有限长的简支槽钢梁绕弱轴的弯曲响应,其中的基本假设是受均布荷载作用的薄壁钢梁的总应变能分析可以简化为两个阶段,第一个阶段是腹板和翼缘的局部弯曲响应(板的行为),第二个阶段是截面扁化变形后薄壁钢梁的整体弯曲响应(梁的行为).通过最小势能原理推导均布荷载作用下槽钢梁非线性失稳的理论解,同时还研究了腹板中部增设纵向加劲肋对槽钢梁的非线性弯曲响应的影响.并运用ANSYS对不同尺寸槽钢梁进行了几何非线性分析,结果显示理论解和有限元解之间能够很好的吻合.利用Simitses的方法研究了受冲击均布荷载作用的简支槽钢梁绕弱轴弯曲的动力失稳,讨论了跨度对槽钢梁临界弯矩和非线性弯曲响应的影响.     

均布荷载下深梁设计的压杆-拉杆模型

为使钢筋混凝土深梁的设计建立于合理的理论基础之上,研究了基于压杆-拉杆模型的深梁设计方法。通过将均布荷载下的钢筋混凝土深梁简化为多个具有同一拉杆的简单桁架,建立了均布荷载下深梁的压杆-拉杆模型,推导出了拉杆拉力、压杆压应力的计算公式,并用一个实例验证了该方法。研究结果表明：在该模型中,与拉杆夹角为26．5°的斜压杆控制混凝土的强度,与拉杆夹角为90°的斜压杆控制限制裂缝的最小配筋量。     

基于广义梁理论的非线性材料薄壁受压构件屈曲荷载计算方法

提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。     

线性荷载作用下单跨超静定深梁应力计算方法

为了获得线性荷载作用下工字形截面深梁各应力分量的解析计算方法,以单跨超静定深梁为例,参照以往的研究成果,通过建立合理的力学计算模型,应用弹性力学解法并考虑了弯剪耦合效应,推求出正应力、剪应力和挤压应力的解析计算公式并与材料力学解进行对比.通过对量纲为1翘曲正应力的定义和分析,获得量纲为1翘曲正应力沿梁高和跨度的分布规律,以及随跨高比和翼缘与腹板面积比的变化规律.结果表明剪力使正应力增大,对此类深梁已不能用材料力学中的细长梁纯弯曲理论计算其应力.此结果为线性荷载作用下工字形截面深梁的应力计算提供了一种解析计算方法,为结构设计计算提供了理论方法.     

连续深梁和短梁支座反力的分析及计算

本文根据有限元方法计算的结果,分析比较了连续深粱、短梁和浅粱支座反力的特点,给出了均布荷载和集中荷载作用下的连续深梁和短粱支座反力曲计算公式,可供工程实践应用并可供编制《钢筋砼深梁设计规程》参考。     

井塔防撞梁设计理论与方法

在介绍防撞梁设计原则、过卷荷载取值的基础上，着重论述了偏心受力防撞梁设计问题．将薄壁杆件约束扭转理论运用于防撞梁内力及应力分析，推导出了简化形式的内力计算公式，给出了供设计使用的β，γ数表．最后，讨论了避免失稳、限制作用偏心及连结方式问题．     

均布荷载作用下简支磁电弹性梁的解析解

对磁电弹性材料构成的两端简支梁,在均布荷载作用下的弯曲问题按平面应力问题进行了研究.从横观各向同性磁电弹性体的三维基本方程出发,简化得到平面问题的基本方程,给出了用四个拟调和函数表达的四个特征根互异情况下的通解,进而以试凑法推导出了均布荷载作用下简支磁电弹性梁的位移、电势、磁势、应力、电位移和磁通密强度的解析解,所得解有易于理解、便于校对、形式统一简洁的特点.并且将计算结果与压电材料和弹性材料相应结果进行了分析、比较,发现应力σz与τxz材料常数无关,且与各向同性弹性梁结果一致;位移和电势受材料常数影响较大,而应力和电位移影响较小.所得结果为验证各种数值计算方法提供了参考依据.     

梁端设柔性垫梁的砌体局压计算方法研究

通过有限元分析程序,考虑两种墙厚、五种上部墙体正应力对局压承载力的影响,分别按柔性垫上梁宽范围内直接均布作用、进深梁上均布作用两种荷载类型进行空间有限元分析,得出了在不同荷载作用下,柔性垫梁下砌体局压应力的分布规律,比较了两种荷载下砌体内局压峰值应力的关系,建立了梁端设柔性垫梁的砌体局压承载力计算公式。同时,通过对比计算,比较了相同避压条件下,采用不同结构构造对局压承载力计算值的影响。     

浅埋偏压隧道洞顶上覆岩体安全厚度的确定

借助结构稳定理论中在均布荷载与集中力作用下的梁模型,建立了梯形荷载作用下的简支梁模型,并计算其挠曲线方程。将浅埋偏压隧道近似看成受梯形荷载作用下的简支梁,利用计算出的挠曲线方程计算出简支梁最大弯矩;由应力计算公式和强度条件,在弯曲应力不大于容许弯曲应力的条件下,可得到洞顶上覆岩体最小安全厚度。在浅埋偏压隧道开挖前,可通过最小安全厚度的计算判断设计的上覆岩体厚度是否符合安全要求,以避免工程事故的发生。     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

集装箱房抗侧刚度分析Ⅰ:整箱蒙皮效应

作为轻钢结构,集装箱房的水平抗侧能力是其抗震抗风设计的重要力学性能指标,而目前却缺乏可靠的理论计算式用以分析.为对实际工程设计提供参考,且为完善波纹蒙皮结构的理论体系,本文对集装箱房水平抗侧刚度的计算式进行推导.区别于传统利用螺栓连接的蒙皮结构,集装箱房的侧壁波纹板与其钢框架之间是焊接连接的,在剪切作用下的平面内相互作用力分布以及变形组成有很大变化,求解关键在于分析波纹膜板在焊接边界条件下的蒙皮效应.基于能量理论,结合ABAQUS有限元模拟方法,分析了集装箱房在顶部水平均布荷载作用下的理想抗侧刚度以及顶角件处水平集中荷载作用下的局部效应,分别得到相应的抗侧刚度计算公式,并利用已有试验数据对理论进行验证.结果表明:集中荷载作用下,加载端局部变形远大于整体侧移,且局部效应的有效作用范围同上侧梁线刚度、集装箱规格有关.实际工程中,通过增加上侧梁有效截面面积或上下层之间的连接件数量,可有效减小局部变形,提升整体抗侧能力.     

单道伸臂竖向位置对加强层处筒体弯矩突变的影响分析

在加强层处结构出现内力突变,是带加强层框架-筒体结构的主要结构特点之一.利用顶部带加强层框架-筒体结构中筒体弯矩计算公式和子结构分析方法,研究了在水平均布荷载和倒三角形荷载作用下,单道伸臂竖向位置和加强层处筒体弯矩突变量的关系.结果表明:在均布荷载作用下,当单道伸臂设置在结构总高度的0.65倍时,筒体弯矩突变量最大;在倒三角形荷载作用下,筒体弯矩突变量随伸臂位置的升高而减少.算例结果表明了以上结论的可信性.该结论可供在带加强层框架-筒体结构初步设计中参考使用.     

新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖耐火性能数值模拟研究

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖主要由上部压型钢板-混凝土组合楼板和下部冷弯薄壁型钢拼合梁组成,当楼盖下侧发生火灾时,冷弯薄壁型钢梁和压型钢板会直接受火.为提升组合楼盖的耐火性能,在型钢梁的下翼缘固定防火板材,形成防火保护层,从而提出一种新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖.然而,加入防火保护层后,楼盖的温度分布、变形和耐火极...     

均布与线性荷载作用下的简支T梁翼缘的有效宽度

以辛弹性力学方法为基础,将简支宽翼缘T梁翼缘部分简化为平面应力板,推导了简支T梁在满跨均布荷载与线性荷载作用下翼缘部分的有效宽度的表达式。将均布荷载下翼缘有效宽度比求解结果与英国规范BS5400中的取值进行了比较,验证了本文闭合多项式形式的有效宽度表达式的正确性。用本文方法计算T梁翼缘有效宽度简洁有效,丰富了简支T梁桥有效宽度的理论分析并简化了计算。     

工字形组合截面梁腹板的局部屈曲

为正确预测工字形组合截面梁的承载力,针对其腹板的局部屈曲问题进行了数值分析和试验.有限元分析表明梁腹板会在集中荷载下方发生局部屈曲或对无加劲肋的梁会在支座处发生局部屈曲.同时表明,正应力与剪应力基本呈线性关系,腹板上边缘处的局部压应力并不显著影响腹板的屈曲.采用硅橡胶制作模型梁,进行腹板屈曲试验,证明了数值分析结果的正确性.经对计算结果回归分析,给出了腹板屈曲计算公式的一种新形式.     

圆形均布荷载下地基附加应力计算简化模型

为研究圆形均布荷载下地基附加应力的等代变换模型,对一半径为1的圆形均布荷载进行分析,通过弹性力学理论得到其地基附加应力的计算公式,并以等效面积原则,采用不同长宽比的矩形均布荷载进行替换,设定2个工况点,通过比较等代后的矩形荷载与圆形荷载在不同深度土体的附加应力系数,可以得到使用矩形均布荷载作为圆形均布荷载的简化模型是可行的,且长宽比1.0的矩形荷载等代模型最接近原模型.