埋藏式压力钢管抗外压稳定分析

在分析埋藏式压力钢管曲屈失稳破坏及其原因的基础上,提出了防止压力钢管曲屈失稳破坏的预防措施,并对国内外现行埋藏式压力钢管抗外压稳定的计算理论和方法进行了分析比较,编制了相应的计算机程序,大大简化了埋藏式压力钢管的抗外压稳定设计。     

埋藏式压力钢管抗外压稳定分析

在分析埋藏式压力钢管曲屈失稳破坏及其原因的基础上,提出了防止压力钢管曲屈失稳破坏的预防措施．并对国内外现行埋藏式压力钢管抗外压稳定的计算理论和方法进行了分析比较,编制了相应的计算机程序,大大简化了埋藏式压力钢管的抗外压稳定设计．     

加劲式压力钢管临界外压数值计算方法

压力钢管是水利水电工程中常见的衬砌类型,其外压稳定性至关重要。为构建加劲式压力钢管临界外压有限元准确计算方法,提出“多环建模、分段约束”的数值求解模型,将计算结果与Mises理论公式、规范公式展开对比讨论;考虑复杂外部约束环境,全面探究加劲环位置不同约束方案对钢管抗外压能力的影响,并基于数值求解方案研究加劲环对钢管管壁临界外压的增强作用及其有效约束长度,结合光面管的屈曲临界外压公式进一步提炼一种新的加劲式压力钢管管壁临界外压快速计算方法。结果表明：有限元特征值屈曲计算具有较高的准确度,与Mises公式计算结果保持较好的一致性,而规范采用的简化式计算结果会随着钢管屈曲波数的变化与Mises公式存在不同程度的差异;针对采用不同径厚比的加劲式压力钢管,其管壁临界外压随着加劲环位置约束作用的提高而增大,随着加劲环间距、钢管半径与钢管厚度比值的增大而逐渐减小,并当加劲环间距大于20 m后不再发生明显的波动现象,逐渐失去约束作用;本文提出的加劲式压力钢管管壁临界外压快速计算方法可同时应用于光面管和加劲环管,与相关Mises理论公式、规范公式相比,具有准确性高、计算简单、方便使用的特点,可为实际工程中钢管管壁临界外压计算提供一种新的选择。     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

考虑了回填混凝土，围岩的弹塑性，初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和内水压力作用下钢衬的弯曲，剪切效应，并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析，同相应的非线性有限元程序。结合工程实例，通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论。     

水电站巨型加劲输水钢管外压稳定设计方法研究

应用Mises理论和弹性环外压稳定分析理论,同时考虑结构失稳时材料的塑性影响,分析了大型水电站建设中的巨型加劲输水钢管临界失稳时的外压承载力及失稳形态与管径、壁厚、加劲环形状、尺寸、布置间距及材料力学性能之间的关系。应用本文给出的设计曲线和设计方法,可使管身段和加劲环部位管段获得相同或相近的抗外压失稳能力,又可使钢管在承受外压时的稳定性与材料强度安全协调一致,达到安全与经济的合理统一。     

水电站巨型加劲输水钢管外压稳定设计方法研究

应用Mises理论和弹性环外压稳定分析理论，同时考虑结构失稳时材料的塑性影响，分析了大型水电站建设中的巨型加劲输水钢管临界失稳时的外压承载力及失稳形态与管径、壁厚、加劲环形状、尺寸、布置间距及材料力学性能之间的关系。应用本文给出的设计曲线和设计方法，可使管身段和加劲环部位管段获得相同或相近的抗外压失稳能力，又可使钢管在承受外压时的稳定性与材料强度安全协调一致，达到安全与经济的合理统一。     

抽水蓄能电站埋藏式高压钢管动态经济直径计算方法

为简化抽水蓄能电站埋藏式钢管经济直径计算工作,提高工程建设的动态经济效益,推导了按动态经济分析方法确定抽水蓄能电站埋藏式钢管经济直径的公式。     

加劲环式压力管道非线性有限元分析及稳定性计算

采用非线性分析理论,对加劲环式压力管道进行了非线性有限元分析,给出了加劲环式压力管道的应力分布规律和混凝土开裂次序,分析结果为加劲环式压力管道的设计和施工提供了参考依据.并采用半解析有限元法对加劲环式压力钢管进行了抗外压稳定性计算分析,结果表明,该加劲环式压力管道是安全可靠的.     

带约束拉杆矩形钢管混凝土轴压承载力分析

为了获得带单向约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压承载力实用计算公式,进行了试验和分析.根据带拉杆构件的核心混凝土约束应力分布特点,结合现有的试验结果,提出将矩形截面以约束拉杆为界线划分为几个子区域,并将拉杆视为等效钢板的方法,采用已有的钢管混凝土统一理论计算公式计算每个子区域的轴压承载力,得出带单向约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力计算公式,修正后的公式中考虑了约束拉杆的影响,拓宽了统一理论计算公式的适用性.采用该公式计算的带约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力与已有的试验结果吻合良好.     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应,并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析,编制了相应的非线性有限元程序.结合工程实例,通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论.     

钢板筒仓稳定屈曲分析

对空仓和实仓2种状态下不同壁厚的钢板筒仓进行了有限元屈曲分析,结果表明空仓的有限元临界屈曲应力与理论解接近.如果将有限元临界应力乘以<粮食钢板筒仓设计规范>中的筒仓失稳破坏稳定系数,再乘以初始缺陷影响系数0.5,则所得结果与规范一致,所以通过有限元计算可以获得筒仓的许用临界屈曲应力.     

设垫层坝内埋管结构分析

通过对设垫层坝内埋管结构的计算分析，论证了在钢管外周设置垫层可以有效降低钢管外围混凝土的拉应力，提高混凝土抗裂安全，并充分发挥钢管的作用     

基于非全柱失稳模型的钢框架柱计算长度系数

针对传统“七杆模型”在确定计算长度系数过程中关于“全柱失稳”和“所有柱稳定函数相等”的假定与真实情况相差较大,基于非全柱失稳模型,同时考虑柱稳定函数的不同,提出了一种改进方法,并进行了一系列数值计算。研究结果表明：改进方法所得到的计算长度系数的公式与传统方法是一致的,改进方法公式中参数的计算包含了有别于传统方法的失稳模式、梁柱线刚度、柱轴力和其他层的影响,能更加全面地反映框架的失稳行为;改进方法总体上比传统方法具有更高的精度。     

大跨度钢桁架吊装过程的平面外屈曲分析

对大跨度复杂钢桁架在吊装施工过程中的平面外屈曲分析进行了研究。采用通用有限元分析软件ANSYS对一典型的大跨度钢桁架建立了有限元模型,并采用不同吊点方案对其平面外屈曲进行分析,同时在具有初始几何缺陷的不同吊点方案下获取大跨度钢桁架吊装过程中危险点的平面外失稳的极限内力。研究结果表明,大跨度钢桁架的屈曲随着吊点数量的增加其平面外稳定性显著改善。     

水电站钢衬钢筋混凝土坝后背管结构的非线性有限元分析

为了能够准确地把握钢衬钢筋混凝土管的受力性能,根据钢筋混凝土单元非线性计算的基本原理,对某水电站钢衬钢筋混凝土坝后背管进行了计算分析,得出了钢衬钢筋混凝土管环向应力的分布情况,分布情况说明了此水电站采用钢衬钢筋混凝土坝后背管的结构形式是安全合理的,可以满足工程要求.     

圆管钢结构稳定性的有限元分析

利用有限元软件ANSYS对圆管钢结构进行了稳定性分析,并且界定出该分析方法的适用范围,为该类钢结构稳定性的数值分析和设计提供了依据。分析主要采用特征值屈曲方法,将经ANSYS特征值屈曲分析得出的结果与经验公式和欧拉公式得出的结果相比,发现ANSYS屈曲分析方法必须在一定条件下才适用于解决稳定性分析问题。     

角钢锚筋预埋件承载力试验研究

对大型钢筋混凝土结构中受弯剪作用的角钢锚筋预埋件进行了试验研究，分析了角钢锚筋的应力分布及挡板的重要作用。试验及计算表明：角钢锚筋预埋件的设计承载力可按文献[3]公式计算，但计算系数a1和ab时需将钢筋直径d用角钢回转半径i替换。试验结果还表明：角钢锚筋预埋件极限承载力是设计承载力的2倍。     

基于折纸理念的新型两边连接钢板剪力墙弹塑性屈曲分析

现有钢板剪力墙难以同时满足力学性能和耗能性能均较高的要求,针对这一问题,作者基于折纸原理,提出了3种由不同类型的折痕单元构成的新型折痕钢板剪力墙。对两边连接条件下受水平侧向荷载作用的折痕钢板剪力墙进行了弹塑性屈曲分析,详细分析了折痕形式对钢板剪力墙极限承载力、初始刚度、延性等弹塑性屈曲性能的影响,并与平钢板剪力墙及压型钢板剪力墙进行了对比。结果表明,折痕形式对钢板剪力墙的各项屈曲性能有较大影响,折痕的引入会显著降低钢板剪力墙的初始刚度,但对极限承载力的削弱程度相对较小,与压型钢板剪力墙相比极限承载力最大削弱12.65%。塑性铰率先出现在钢板剪力墙折痕处,且折痕引导了塑性开展过程。折痕的引入有效避免了钢板剪力墙发生整体面外失稳,提高了板件的延性。3种折痕钢板剪力墙的延性相较于平板和压型钢板剪力墙均有不同程度的提高,最高为平钢板剪力墙的8.2倍、压型钢板剪力墙的5.2倍。C型折痕单元所组成的折痕钢板剪力墙在侧向荷载作用下能够形成完整的折叠变形模式,塑性开展得更为均匀和充分,其对试件延性的提升相较于其他两种折痕钢板剪力墙更大,是其他两种折痕钢板剪力墙的2倍左右,且在地震后期仍具有较高的承载力。带塑性铰引导机制的新型钢板剪力墙具有良好的抗震性能,为结构提供耗能性能的同时持续为结构提供抗侧力,在结构抗震方面具有较好的利用前景。     

钢衬钢筋混凝土下游坝面压力管道结构分析方法的研究

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来在国内外发展起来的一种新型结构。系统地总结评价了水电站钢衬钢筋混凝土压力管道这种新型结构的结构分析方法,包括各种准解析法、非线性有限元分析方法和仿真材料结构模型试验。