不同填土高度下箱涵内力变化规律的研究

箱涵传统计算方法主要是通过建立平面杆系模型进行分析计算,这种分析方法不考虑箱涵的空间受力,对弯矩、剪力、轴力、扭矩等多种因素考虑较少。基于Abaqus有限元分析软件,对车辆荷载在土体中的扩散、土体之间的复杂受力以及箱涵和土体的接触进行模拟,分析在不同填土高度下箱涵的受力情况,并与平面杆系模型进行对比,结果表明:随着填土高度的增加箱涵的受力变化规律并不是严格的呈线形增长。     

有损伤钢结构梁抗弯力学性能分析

在我国工业建筑较多是采用钢结构材料,实际施工当中,钢结构材料经常会被其他施工机械意外损伤,而损伤后的钢结构能否再满足结构强度的要求则需要进一步检测。另外,有损伤钢结构建筑在服役过程中很容易受到大气环境的腐蚀,进一步削弱其承载能力。本文通过对不同损伤程度的钢梁进行抗弯力学试验测试,发现了抗弯钢梁构件受压区的斜向损伤对结构强度的影响程度,并与受大气环境模拟腐蚀的钢结构构件承载能力进行了对比。试验结果表明:受力初期钢梁受压区内应力变化缓慢,随着荷载增加到一定程度,应力开始快速增长,直至受压区出现扭曲状态,应力开始下降;受大气环境腐蚀的有损伤钢结构由于没有漆面的保护,承载能力也有所降低。     

受氯化物腐蚀钢筋混凝土构件承载力研究

采用“替换构件”的试验方法 ,对长期在氯化物介质环境下工作的钢筋混凝土构件进行抗弯承载力试验研究。结合试验 ,对荷载作用下钢筋混凝土构件腐蚀前后的力学性能进行对比 ,分析受氯化物腐蚀的钢筋混凝土构件受力性能变化的原因 ,提出氯化物腐蚀后钢筋混凝土受弯构件的承载力计算模型。     

超大承载力端板连接节点有限元分析和设计方法

超大承载力端板连接节点能够提供比普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点更大的抗弯承载力,可以应用于大跨或重载钢结构中。由于超大承载力端板连接节点的螺栓拉力分布不均匀、端板受力状态复杂,现有的端板连接节点设计方法不能直接应用。此文建立超大承载力端板连接节点的有限元模型,通过已有试验验证模型的可靠性|利用有限元模型分析单调荷载下超大承载力端板连接节点的受力性能,提出弯矩作用下受拉区端板的屈服线模型和受拉区螺栓承担拉力的分布模型。在所提模型的基础上基于我国规范提出超大承载力端板连接节点的抗弯承载力设计方法。比较所提设计方法得到的节点抗弯承载力设计值与有限元得到的屈服承载力,在我国规范规定的高强度螺栓受拉极限状态条件下所提方法得到的设计结果偏于安全。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度

利用外加电流加速锈蚀法获得锈蚀钢筋混凝土梁,对其粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验,并对加固试验梁建立有限元模型,研究其在静力荷载作用下的抗弯刚度和变形能力。结果表明,随钢筋锈蚀率增大,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度发生退化,极限变形能力逐渐削弱。粘贴纵向碳纤维布在一定程度上能够提高锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度,设置横向U形箍则能有效提高加固体系的整体工作性能。在试验及分析结果基础上,按照传统钢筋混凝土梁截面抗弯刚度解析分析方法的思路,引入钢筋应变综合系数来考虑锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能退化对梁抗弯刚度的影响,并根据试验梁和钢筋不同锈蚀程度有限元模型梁的计算刚度进行反推计算,建立了钢筋应变综合系数的计算公式,进而提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方法。与试验结果及有限元模拟分析结果的比较表明,所提计算方法具有较高的精度。     

模拟酸雨腐蚀后圆钢管再生混凝土抗弯承载力计算方法研究

利用有限元软件对酸雨腐蚀后圆钢管再生混凝土纯弯试件进行建模分析,分别采用钢管壁厚折减和钢材材性折减两种方式来考虑酸雨腐蚀对钢管再生混凝土抗弯承载力的影响。在此基础上,分别采用江西省地方标准与国家标准建议的承载力公式计算酸雨腐蚀后圆钢管再生混凝土抗弯承载力,并与试验实测承载力进行对比分析。结果表明:未腐蚀和腐蚀程度较小时(10%),有限元计算所得弯矩-跨中挠度关系曲线与试验所得曲线吻合更好;当腐蚀程度较大时(20%、30%),有限元计算弯矩值略高于试验实测值,其中采用钢材材性折减方式所得结果与试验值更为接近。采用地方标准和国家标准所建议的计算方法均能较好地预测酸雨腐蚀后圆钢管再生混凝土试件的抗弯承载力,前者计算结果离散性较小,且偏于安全。     

预应力混凝土梁CFRP加固设计研究

以实际工程为背景,针对预应力混凝土梁CFRP加固的抗弯受力性能进行了研究。研究中运用了基于材料非线性本构关系的有限元分析及参照现有加固规范的计算分析,并对不同的分析结果进行了比较。经分析对比,参照规范得出计算结果具有足够的安全余量,可用于实际工程的设计计算,但此方法对预应力梁的裂缝、挠度等特性无法描述,需要进一步研究。     

在役简支钢箱梁桥承载力研究

为考察在役中等跨径钢箱梁桥的受力性能,以104国道绍兴高桥立交桥工程中D匝道钢箱梁桥为研究对象,采用幂函数模型对工业大气环境下钢箱梁的腐蚀率进行定量预测,利用MIDAS CIVIL 2013有限元软件建立考虑腐蚀损失的全桥三维有限元板壳模型,并对不同腐蚀年限的模型进行计算。基于计算结果,研究腐蚀对整桥刚度、强度、局部稳定以及动力特性的影响。结果表明:工业大气腐蚀作用会导致整桥竖向抗弯刚度降低,竖向挠度增大;桥梁关键部位应力增大,承载能力降低;桥梁竖向一阶振动频率减小。     

泡桐木芯材夹层梁抗弯性能试验研究

试验研究了复合材料泡桐木芯材夹层梁抗弯性能,考察了试验构件的破坏模式、荷载-位移曲线、抗弯承载力及受弯段的应变发展规律;开展试验构件抗弯承载力的有限元模拟,试验结果与有限元分析结果吻合较好,验证有限元模拟分析可行。基于试验及有限元分析可知:整个加载过程中复合材料泡桐木芯材夹层梁表现为线弹性受力,最后破坏发生脆性破坏;受弯承载力计算可以近似采用平截面假定。文章可供轻木芯材复合材料夹层结构的抗弯设计参考。     

连续墙梁的试验研究、有限元分析和承载力计算

规范GBJ3-88没有对连续墙梁设计作出规定。现基于 7个两跨连续墙梁的试验结果讨论了其受力性能和破坏形态。对 2～ 5跨连续墙梁进行有限元分析 ,依据其应力和内力分布 ,提出托梁内力计算公式和承载力简化计算方法。基于连续拉杆拱受力模型和砌体双向受压强度导出墙体受剪承载力公式。给出计算实例并与其他设计方法进行了对比。     

粘贴钢板加固混凝土梁的延性分析

本文基于混凝土结构设计规范中抗弯设计计算的基本原理,通过对粘贴钢板加固钢筋混凝土简支梁的受力分析,提出了其截面延性的计算方法,并讨论了其影响因素。结果表明,后粘钢板用量及其滞后应变是影响混凝土梁加固后延性的主要因素。     

二次受力下CFRP板加固钢梁抗弯承载力试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固受弯钢梁进行受力分析,推导了二次受力下CFRP板加固钢梁抗弯承载力计算公式。为验证该计算公式的正确性,进行了4根CFRP板加固H型钢梁的静力试验,并设置一根未加固钢梁作为对比梁,然后用有限元分析软件ANSYS进行模拟分析,并将理论计算结果、试验结果及有限元分析结果进行对比。结果表明,CFRP板加固钢梁的抗弯承载力随初始应力的增大而减小,所推导的抗弯承载力公式的理论计算结果与试验结果及有限元分析结果较为吻合,表明该计算公式具有较高精度。     

异型箱涵有限元分析及配筋简化计算导则

为了解决某电厂过渠斜交异型箱涵的配筋问题,对其进行了热固耦合场三维有限元计算,得出了箱涵配筋的指导性结果,同时为了探明异型箱涵非温度荷载的受力规律,进行了不同斜交角异型箱涵的系列计算,总结出了异型箱涵非温度荷载的配筋简化计算导则。     

斜交异形箱涵整体结构受力性能及变形规律

为研究斜交异形箱涵整体结构的受力性能及变形规律,针对西安站改工程地下大跨三孔斜交异形箱涵通道,利用有限元分析软件ABAQUS建立了箱涵结构的三维精细化有限元模型,重点研究了箱涵整体结构在正常状态下的受力特性和极限状态下的最终破坏模式; 通过分析箱涵各构件的应力分布、裂缝开展以及最大变形,对整体模型进行了可靠性分析,并提出了箱涵相关设计建议。结果表明:箱涵整体结构的变形主要来自顶板和底板的弯曲变形以及侧板的剪切变形,裂缝主要集中于顶板底侧和板墙隅角处; 正常使用状态下箱涵各构件最大变形以及钢筋和混凝土最大应力均远小于规范限值,符合设计要求; 箱涵在开洞部位、板墙隅角和斜交段钝角处易出现应力集中现象,应在相应位置加强构造措施; 当变形缝处斜裂缝沿箱涵纵向长度与箱涵跨度的比值K≥0.77时,建议采用斜交计算理论,当K<0.77时,建议采用正交计算理论,但应在斜交变形缝处增设补强钢筋进行加强,K值对三孔、板墙开洞、斜交等类似工程具有一定的参考价值。     

模拟酸雨环境下掺锂渣钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为揭示酸雨环境下掺锂渣混凝土梁抗弯性能的退化规律,制作了5根掺锂渣混凝土梁和5根普通混凝土梁,配制了模拟酸雨溶液对试验梁进行循环喷淋,模拟酸雨环境加速腐蚀。试验梁达到预定腐蚀时间后,测定混凝土的腐蚀损伤深度,进行梁的抗弯性能试验,提出了腐蚀钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算式。研究表明:掺入锂渣在一定程度上提高了混凝土的耐酸雨侵蚀能力,但从长期看来,其提高作用有限;随着腐蚀程度的增加,掺锂渣混凝土梁和普通混凝土梁的极限承载力和开裂弯矩都有较明显的降低。     

斜交顶进箱涵水平姿态控制和纠偏优化分析方法研究

提出了一种基于顶进箱涵实时受力分析方法的水平姿态控制和纠偏优化分析方法;此方法通过优化分析顶进箱涵千斤顶顶进参数,从而达到控制顶进箱涵水平姿态以及水平纠偏的目的;并依据该方法,编写了计算程序,针对郑开工程进行了计算分析,结果表明通过优化分析,可以使箱涵沿预定路线匀速前进的同时不发生偏位。     

钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱抗弯力学性能研究

为研究钢骨-钢管高强混凝土新型组合柱的抗弯力学性能,采用ABAQUS软件对钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱纯弯力学性能进行有限元分析,得到了典型组合柱纯弯试件的荷载-挠度关系曲线,不同受力阶段的应力分布规律以及破坏模态,同时考虑不同参数对组合柱抗弯力学性能的影响,探讨了钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱抗弯承载力实用计算方法,提出简化计算式,并将简化式计算结果与有限元及试验结果进行对比。最后用MATLAB编写了组合柱纯弯纤维模型法计算源程序,并将程序计算的弯矩-跨中挠度曲线与试验结果及有限元结果进行比较。结果表明:简化式计算结果与试验及有限元计算结果吻合良好,数值模型能较好地反映组合柱纯弯受力的弯矩-挠度曲线。     

配筋钢管混凝土构件抗弯承载力计算方法研究

本文研究了配筋钢管混凝土在拉穹复合受力状态下抗弯承载力的计算方法。基于有限元的理论,采用有限条分法计算钢管混凝土构件拉弯复合受力状态下的极限育矩,利用MATLAB软件编制出相应的程序,分析了配筋钢管混凝土构件在不同因素下的M-T曲线及归一化曲线的变化规律。根据计算结果,研究了在常用桩身参数取值范围下M-T归一化曲线表达式和M_0值的计算方法,建立配筋钢管混凝土构件抗弯承载力的简化计算方法,并给出相关参数的取值表,使钢管混凝土构件抗弯承载力的计算更快速、准确。     

钢纤维高强混凝土方形冲切板的变形与强度

通过试验 ,研究钢纤维高强混凝土方形冲切板的变形和强度性能 ,认为板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形 ,该变形反映了板在各个受力阶段的抗弯性能 ,也在很大程度上直接影响着冲切锥面上的应力分布和板面钢筋的抗冲切能力。对方形冲切板在各个受力阶段的挠度进行了计算 ,并在分析试验结果的基础上 ,建立了考虑受弯变形的冲切破坏机构 ,提出板的极限强度由冲切锥抗冲切力和板的部分抗弯能力组成。对冲切板变形和强度的计算结果与实测值吻合良好。     

钢筋混凝土双孔雨水箱涵结构分析

采用框架结构、二维有限元及三维有限元对箱涵受力状态进行建模分析,通过对受力结果分析比对,对实际设计中采用何种分析方法提出建议。