In-plane elastic stability of fixed parabolic shallow arches

The nonlinear behavior of fixed parabolic shallow arches subjected to a vertical uniform load is inves- tigated to evaluate the in-plane buckling load. The virtual work principle method is used to establish the non-linear equilibrium and buckling equations. Analytical solutions for the non-linear in-plane sym- metric snap-through and antisymmetric bifurcation buckling loads are obtained. Based on the least square method, an approximation for the symmetric buckling load of fixed parabolic arch is proposed to...     

拉杆二铰拱的平面内稳定

本文导出了有拉杆抛物线二铰拱在其自身平面内的临界荷载表达式，揭示了临界荷载随拉杆柔度变化的规律．     

水平弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热载荷作用下的屈曲特性

分析了水平弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热负荷共同作用下的屈曲特性,通过变分原理推导了弹性支撑抛物线拱的非线性平衡方程,得到了外荷载与径向位移和轴力的关系,用数值法分析了弹性支撑抛物线拱在均布荷载与热负荷共同作用下屈曲特性。     

阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性响应模式

利用有限差分离散控制方程进行数值分析，研究了阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性动力响应。通过对不同阶跃载荷作用下，响应各时刻弯矩分布规律的细致分析，清晰地阐明了变截面悬臂梁的弹塑性动力响应模式。研究表明，对于中载工况，整个响应过程只在梁根部形成塑性铰；对于高载工况，响应过程在梁跨中形成塑性铰的基础上，还增加了在半梁左侧存在塑性区、梁的根部存在驻定塑性铰等响应模式。弹塑性响应分析肯定了刚塑性分析所假定的变形模式的主要特征，同时也指出了刚塑性分析模型的不足，因而增进了对于梁的变形机制的认识和理解。     

Analytical solution to rock pressure acting on three shallow tunnels subjected to unsymmetrical loads

According to the interaction of three shallow tunnels with large section, the analytical solution to rock pressure has been derived and discussed. The load model is given when the bilateral tunnels are excavated. According to the model, the stresses of three tunnels and single tunnel are calculated and compared to analyze the distribution characteristics, where the stresses are influenced by controlling factors of clear distance, covering depth and inclination angle of ground surface. The results show that, in general, the bias distribution is more serious. Therefore, it is significant to settle down the load model of three shallow tunnels so as to determine the measure of reinforcement and design the structure of support. The model and results can be used as a theoretical basis in designation and further research of the three shallow tunnels.     

集中阶跃载荷作用下层合浅拱的非线性动力屈曲

在考虑几何非线性但忽略横向剪切效应的条件下，给出了复合材料层合浅拱的动力方程，并利用迦辽金法求出了中心集中阶跃载荷作用下，一端铰支，一端固支，正交铺层的对称层合浅拱在计及初始几何缺陷情况下的动力响应，由Ｂ－Ｒ准则分析了动力稳定性，算例表明，初始缺陷对于拱的临界动力载荷有很大的影响。     

双箱型空腹圆弧钢拱平面内稳定性分析

为研究新型双箱型空腹圆弧钢拱的平面内稳定特性,采用理论推导与有限元数值模拟相结合的方法,研究其平面内弹性屈曲及弹塑性稳定承载力,分析剪力对拱截面破坏模式的影响,并建立了平面内稳定承载力的设计方法。首先,根据拱截面的剪力分布情况,研究了双箱型空腹圆弧钢拱截面整体剪切变形及弦腹杆剪切变形对平面内弹性屈曲的影响;推导出了考虑双剪切变形影响时,双箱型空腹圆弧钢拱的纯压弹性屈曲荷载公式。然后,参考轴心受压柱设计原理,引入稳定系数及正则化长细比,绘制了纯压状态下的稳定曲线。最后,分析了在几种常见荷载工况下,双箱型空腹圆弧钢拱整体破坏模式的稳定承载力设计公式。本文分析的拱结构新颖,所提弹性屈曲荷载公式计算结果与有限元分析结果十分吻合,同时采用轴力与弯矩的二项式验算了整体稳定承载能力。研究结果可供日后科研和实际工程设计参考,具有一定的现实意义。     

计及横向剪切效应层合浅拱的非线性动力屈曲方程及其求解

在考虑几何非线性并计及横向剪切效应的条件下，给出了层合复合材料浅拱的动力屈曲方程，利用迦辽金方法，将偏微分经为常微分方程组，从而可求数值解。对于给定的算例，分析了横向剪切效应对浅拱动临界载荷的影响。     

弹性边界支承薄板在面内荷载下的屈曲

以工程设计中常见的H型、T型断面权件为力学模型，对于面内单向均匀受压作用下板组结构中的薄板，研究了非加载边支承刚度的变化对屈曲荷载的影响规律。采用有限条模式进行了计算与分析，并得出了一些可供实际工程设计参考的结论。     

矩形钢管高强混凝土双向压弯构件力学性能分析

为分析两种典型加载路径下双向压弯构件的荷载-变形关系全过程曲线,编制了非线性数值计算程序,考虑残余应力对构件承载力相关曲线的影响,分析构件长细比、钢材屈服强度、混凝土强度、含钢率、加载路径及加载角度等参数对构件承载力的影响,给出矩形钢管高强混凝土双向压弯构件的三维承载力相关关系及其简化计算公式.通过2根双向压弯构件试验,将简化计算公式与数值计算结果和试验结果进行对比,三者吻合较好.结果表明:简化计算结果经济安全.     

竖向恒载对框架结构动力稳定性影响研究

以框架结构为例,建立了结构动力稳定性分析的基本模型,提出了利用动力响应的敛散性来判断结构动力稳定性的具体方法.通过算例分析,给定不同的竖向恒载值,得到框架结构在水平动力荷载作用下的临界荷载值,结果表明,竖向恒载对动力稳定性有明显影响,但动力临界荷载与相应静力临界荷载的比值变化不大.     

水平阶跃荷载作用下单层球面网壳结构的动力稳定性

以具有实际工程意义的40m跨度K8型单层球面网壳为研究对象，在分析单层网壳结构在水平阶跃荷载作用下动力失稳过程的基础上，探讨了网壳结构的动力稳定性临界荷载的判定方法，研究了矢跨比、弹塑性、阻尼和初始几何缺陷等因素对网壳结构动力稳定性临界荷载的影响，并进一步分析了水平阶跃荷载与水平静荷载及水平地震荷载作用下的稳定性临界荷载之间的关系。     

Stress dilatancy analysis of shallow tunnels subjected to unsymmetrical pressure

Numerical simulation using finite differential code was conducted for the single line railway and four-lane road shallow tunnels subjected to unsymmetrical pressure. The mechanical behavior of weak rock mass was studied considering the influences of stress dilatancy on the failure mechanisms, and the results of numerical simulation were compared with the analytical solutions in specifications. The results show that the dilatancy angle has great influences on the surrounding rock displacement and the shape of failure face for the shallow tunnels. When the dilatancy angle equals zero, the failure face of the surrounding rock forms and extends to the ground surface. With the dilatancy angle increasing, the loose region decreases gradually, and failure surface discontinues. When the dilatancy angle equals the friction angle, the loose region is only distributed in a small range around the crown and sidewalls. On the side of smaller buried depth, the difference of break angle between numerical simulation and the code is less than 10% for single line railway tunnels with the dilatancy angle of zero. However, for the four-lane road tunnels, the difference reaches 20.8%. On the side of larger buried depth, the break angles are smaller than those by the code, the difference reaches 16.8% for single line railway tunnels, and 13.8% for four-lane road tunnels. With the dilatancy angle increasing, especially the dilatancy angle approximating to internal friction angle, it is on safe side to calculate the break angle using the analytical solution method of specifications. Therefore, the influence of stress dilatancy should be considered while determining the failure mechanisms of shallow tunnels subjected to unsymmetrical pressure in weak rocks.     

梁在轴向流固冲击作用下的弹塑性动力屈曲

关于梁在流固载荷作用下的动力屈曲问题的理论大多数仅限于材料的弹性范围.该文根据梁的动力屈曲基本方程,采用线性强化弹塑性模型及B-R准则,对梁的弹塑性动力屈曲问题提出了一种简化计算方法.利用该方法,对梁在轴向流固冲击载荷直接作用下的情况进行了近似求解,并对初始几何缺陷和载荷持续时间进行了参数分析.算例结果表明,材料的塑性会降低梁承受动态载荷的能力,弹塑性条件下载何持续时间和几何初始缺陷对其屈曲载荷的影响规律与弹性条件下的变化趋势一致,即载荷持续时间越长,屈曲载荷越小,屈曲载荷越大.     

移动荷载下加筋道路系统的动力响应

将加筋道路的面层简化为弹性梁，加筋地基作为横观各向同性体，同时考虑了下卧土层孔隙水的影响，用半解析法对在匀速移动条形线荷载作用下的加筋道路体系的动力响应问题进行了研究.由忽略土粒压缩和土体自重的Biot波动方程出发，对荷载进行Fourier级数展开，假设了响应函数的级数形式，结合边界条件，由待定系数法求解了考虑固液耦合作用的加筋道路在移动荷载作用下的土体位移、有效应力及孔压表达式.求解过程中考虑了面层和加筋地基之间的相互作用，并假设两者在接触面处竖向位移相等.通过计算，分析了加筋率、筋材模量、荷载移动速度等对路面竖向位移的影响.数值分析结果表明，当加筋率在0.010～0.022时，对加筋效果的影响较大；加筋道路路面竖向位移随着荷载移动速度的增大而增大，达到峰值后迅速减小.     

矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响

加劲球壳的承载力取决于整体稳定性。由于加劲球壳属于各向异性壳,影响其屈曲性能的因素较多,至今没有统一的方法获取其整体失稳时的临界荷载。矢跨比是球壳结构屈曲性能分析中的关键因素之一,文中针对矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响进行分析。先利用ABAQUS软件对球面薄壳进行屈曲分析,验证有限元分析的可靠性;再建立跨度恒定矢高变化的加劲球壳的有限元缩尺模型,分析弹性屈曲临界荷载与矢跨比之间的关系。研究结果表明,当环向与经向加劲肋间距比值在2.55-3.65范围内,屈曲临界荷载与矢跨比呈正相关关系。有效地增大矢跨比有利于提高其整体稳定性。     

全跨和半跨荷载组合下两铰抛物线钢拱平面内承载力计算方法对比

全跨和半跨荷载组合作用下钢拱结构内力分布会随荷载比例发生较大变化。现有钢拱结构平面内稳定承载力计算式多是针对各单一加载模式进行分析得到的,缺乏对其在全跨和半跨组合荷载下适用性的充分考虑。针对此不足,以两铰抛物线钢拱结构为研究对象,考虑荷载组合比例、矢跨比、截面等不同参数的影响,对比分析了现行钢拱结构技术规程方法、基于完善拱模型的有限元方法和基于一致缺陷拱模型的有限元方法等多种方法的承载力计算结果。分析结果表明：当全跨荷载占较高比重时,按规程方法进行钢拱结构承载力设计会较为保守;而当半跨荷载占较高比重时,按规程方法进行钢拱结构承载力设计则会偏于不安全。     

Optimization design of piles subjected to horizontal loads based on reliability theory

Based on reliability theory,a general method for the optimization design of piles subjected to horizontal loads is presented.This method takes into consideration various uncertainties caused by pile installation,variability of geotechnical materials from one location to another,and so on.It also deals with behavior and side constraints specified by standard specifications for piles.To more accurately solve the optimization design model,the first order reliability method is employed.The results from the numerical example indicate that the target reliability index has significant influence on design parameters.In addition,the optimization weight increases with the target reliability index.Especially when the target reliability index is relatively large,the target reliability index has significant influence on design weight of piles.     

轴对称裂纹表面受阶跃载荷的位错分布函数

通过复变函数论的方法,得到了横观各向同性体的轴对称裂纹表面受阶跃载荷作用下的位错分布函数的解析解.对具有任意的自相似指数的轴对称动态裂纹扩展问题进行求解,导出解析解的一般表达式.使得考虑的问题相应地简化,并具有一定的普遍性.