预应力混凝土压力管道设计方法

根据环形预应力作用机理,结合弹性地基梁理论,提出了预应力混凝土压力管道在结构施工阶段的验算方法,给出了预应力筋束的最大间距,确定了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制的方法。结合多层圆筒轴对称平面形变计算理论,提出了预应力混凝土压力管道运行阶段抗裂性能的验算方法,同时给出了预应力混凝土压力管道极限承载能力计算公式。所作的工作对预应力混凝土压力管道的设计与施工具有重要的应用价值。     

体外预应力加固钢-混凝土连续组合梁的承载力分析

对体外预应力加固钢-混凝土连续组合梁的弹性阶段和极限状态进行了受力分析,考虑了预应力以及预应力筋内力增量对连续组合梁弯矩分布的影响。以力法原理为基础,分别建立了预应力加固连续组合梁在对称集中荷载作用下负弯矩区和正弯矩区屈服荷载以及极限荷载的计算公式,计算结果与两根试验梁的试验结果吻合较好。计算公式可供设计参考。     

体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布试验研究

进行了3根体外预应力混凝土两跨连续梁受力全过程试验。试验表明,自加载至受拉区混凝土开裂前,连续梁处于弹性阶段,边支座、中支座反力、跨中截面和中支座截面弯矩的实测值与采用弹性理论计算值接近。受拉区混凝土开裂后至非预应力受拉钢筋屈服,边支座反力及跨中截面弯矩实测值开始向大于弹性理论计算值的方向偏离;而中支座反力及中支座截面弯矩实测值则向小于弹性理论计算值的方向偏离。当梁内受拉非预应力筋屈服后,边支座、中支座反力的实测值以及跨中截面弯矩和中支座截面弯矩实测值与弹性理论计算值的偏差进一步增大,这种偏差在试验梁破坏时达到最大。3根试验梁中支座截面弯矩重分布值分别为12.8%、16.9%及14.6%。试验实测值还与4个不同设计规范的弯矩重分布计算值进行了比较。结果表明：采用美国ACI 318-95规范及中国GB 50010-2010规范计算的中支座截面弯矩重分布值均小于试验实测值;除一根编号为B5的梁外,加拿大A23.3-M84规范的预测值与试验值最为接近;而英国BS8110规范则偏于不安全。实际设计中,可按中国规范公式来计算体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布,但必须合理确定体外预应力筋的极限应力。     

多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法

该文提出多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法,将某一阶段第i次对i预应力杆增加的预应力值作为未知数,通过结构力学方法建立该阶段预应力准则方程式并求解之。然后可计算该阶段i次预应力各预应力杆的控制值(包括各预应力杆原有的内力值),后张预应力对先张预应力的影响值,以及网架结构杆件内力和节点变位,直至该阶段最后一次预应力时得到该阶段各预应力杆的设计内力值及网架结构内力和变位。重复这样的分析计算可得到多阶段预应力网架结构预应力杆的最终内力控制值及网架杆件内力和节点变位。采用该方法,预应力杆的内力值在预应力张拉过程中无需调整,可一次性完成预应力施加操作过程。该文中附有算例说明,计算结果表明:提出的多阶段预应力空间网架结构一次张拉计算法是正确、可靠和有效的。     

天津保税区商务交流中心四季厅预应力索拱结构设计

本文结合一工程实例,对拉索预应力拱结构的布索方案、结构在预应力作用下的找形和静力及稳定性进行了分析,重点结合施工阶段的预应力施加过程及使用阶段的荷载工况进行了计算,最后提出了设计中应注意的几个问题。     

控制无粘结预应力钢绞线锚后实际张拉力应注意的问题

预应力施工是一项专业性特强的新技术,目前还没有统一的现浇后张预应力施工质量评定标准和完善的质量管理文件。笔者根据众多无粘结预应力工程的施工监理及现场测试的实践,分别对施工准备阶段、预应力筋敷设阶段、混凝土浇捣阶段、预应力筋锚后保护阶段提出应该注意的问题和建议。     

基于变刚度的协调扭转分析方法及应用

为正确掌握承受较大协调扭矩作用的预应力楼盖约束构件在各阶段的受力性能,对各种典型分析方法的适用性进行了比较,建议采用在弹性扭转刚度的基础上根据不同阶段的受力特点对其刚度进行相应折减的变刚度分析方法。通过对一个边梁协调扭转开裂工程实例的全过程模拟分析,对该边梁各阶段的受力性能进行了评价,并结合试验结果探讨了扭转刚度折减系数的取值。结果表明:该分析方法能较好地反映该边梁的实际开裂状况,合理地描述各阶段的受力性能,揭示了预应力次扭矩的作用特点,为类似结构的分析和设计提供了参考。     

任意弹性支承张拉预应力钢桁架内力综合显式表示与敏度分析

本文通过引入一粗弹性约束，建立了任意弹性支承张拉预应力钢桁架计算模型。给出了桁架单元内力随弹性支承刚度参数及拉索刚度参数变化的综合显式表达式，并就这些参数对桁架内的影响进行了敏度分析。     

预应力组合箱梁抗弯能力计算分析

预应力钢-混凝土组合梁作为一种新型的横向承重构件,在工程中得到了广泛的使用,准确计算其抗弯承载能力是工程上最为基本也是最重要的要求。该文以弹性分析理论为基础,推导了考虑交界面相对滑移和预应力增量的预应力组合梁弹性承载能力和挠度计算公式;以完全协同作用和平截面假定为前提,采用简化的塑性理论,推导了考虑预应力增量的极限抗弯承载能力计算公式。公式能够反映预应力组合梁的受力特点,计算结果与试验值吻合良好,满足工程精度。     

体外预应力混凝土简支梁的应力增量分析

根据体外预应力混凝土梁在外荷载作用下引起的相关锚固点与转向块的挠度和转角,再在考虑摩阻损失的影响下通过体外预应力筋的应力增量与实际伸长量的关系建立平衡方程式。最后通过算例中本公式与力法计算的比较说明,分析在弹性阶段该方法的精确性,更说明在实际工程中更具适用性,本公式形式简单,更容易理解,亦更能反映体外预应力梁的受力机理。     

高速动车组构架载荷特征研究

高速动车组转向架构架不仅承受和传递来自一系和二系悬挂系统的载荷,而且承受来自电机、齿轮箱以及牵引制动等部件产生的载荷,因此,这些载荷引起的构架结构疲劳可靠性受到广泛关注,但这些与构架结构可靠性密切相关的载荷却少有研究.该文提出解耦和降维法识别某型高速动车组构架轴箱弹簧垂向载荷、定位节点横向载荷、电机垂向和横向载荷、齿轮...     

非线性阶段次弯矩及其演化规律试验研究

采用基于割线刚度的等效线性化方法拓展了次弯矩概念,使其能够运用于非线性阶段。进行了4根无粘结预应力混凝土两跨连续梁受力全过程试验。研究结果表明,运用等效线性化方法可以将连续梁非线性阶段的支座反力分解成为预应力等效荷载引起的以及外荷载引起的两个部分,从而分离出次弯矩和外荷载弯矩。非线性阶段,无粘结预应力连续梁的次弯矩随预应力筋拉力的增长而增长。次弯矩折减系数随中支座截面受压区相对高度的增大而增大。承载力极限状态,非线性次弯矩在数值上大于初始次弯矩。     

计算开孔薄板临界载荷的边界元方法

本文基于开孔薄板非线性分析的一般数学理论,建立了在已知中面边界外力作用下计算开孔薄板临界载荷的边界积分方程和边界元方法。作为算例,给出了环形板在中面均匀径向压力和剪切力作用下的临界载荷。     

ICM应力全局化方法克服连续体拓扑优化的载荷病态

在连续体结构拓扑优化中,由于载荷通常非常复杂,存在一种类似于结构分析中总刚病态的载荷病态现象。引起载荷病态的原因是由于大多数拓扑优化算法没有考虑大载荷、小载荷间的不同影响,使得小载荷的传力路径在优化过程中消失。该文对载荷病态问题进行了剖析,并将其分为三种情况:1)多工况间有载荷病态,但工况内无载荷病态;2)仅在工况内有载荷病态;3)多工况间有载荷病态,同时某工况内也有载荷病态。为解决载荷病态问题,该文提出了应变能策略,利用应力全局化的ICM方法,逐一采用不同的补充方法解决了上述三种载荷病态问题。对多工况下应力约束的连续体结构拓扑优化问题,应力全局化意指基于第四强度理论将局部性应力约束转化为全局性的应变能约束。数值算例表明:全局性的应变能约束代替局部性应力约束可以更好地得到传力路径,并能更方便地处理各种复杂载荷病态问题。     

移动荷载下杆系结构内力包络图的精确计算

提出移动荷载作用下杆系结构内力包络图的精确计算方法。通过引入内力影响面和内力面概念,建立了结构内力随移动荷载位置变化的二元函数关系,该函数在荷载坐标方向上的最大值和最小值即为相应的内力包络值。该文采用最少数量的基础解组合得出这一二元函数,因而具有计算量少、结果精确的特点。数值算例表明该方法是一个精确、高效、实用的方法。     

Failure of a bus hoisting platform due to unexpected system behaviour

A bus hoisting platform showed an unexpected behaviour under asymmetric loading. In order to assess the internal restraints and joint forces which had not been considered properly in initial design, a numerical approach was chosen. With a multi-body simulation tool, the loads were calculated for different system configurations and loading situations. The identified loads were used for the stress analysis of individual components (analytical and numerical with FEM). The results revealed joint forces of a higher order than the total external load, which was a consequence of first the underestimated internal loads due to unapparent horizontal force components in the statically indeterminate system, and second, the implemented force control of the hydraulic actuators working in parallel. The correctly identified high internal loads explained the peculiar observations and lead to an insufficient fatigue strength of the welded structure.     

Effects of Operator Stance on Pushing and Pulling Tasks

A considerable amount of research has been done to determine the magnitudes of forces man can exert on loads. However, very little has been done to determine the optimum configurations an operator should assume in front of a load to be most effective. This paper presents the methodology and results of an investigation concerning these skeletal configurations and selects an optimum for pushing as well as pulling of loads. In addition, a biomechanical analysis of the forces and torques developed at various joints is included.     

Numerical implementation of local effects due to two-dimensional discontinuous loads using special elements based on boundary integrals

In this paper, special-purpose elements are developed for solving local effects caused by discontinuous loads such as concentrated forces, line loads and patch loads applied in plane elastic structures. During the derivation of the special-purpose elements, the interior displacement and stress fields are composed of two parts: (1) the homogeneous solution part, which is represented by a linear combination of fundamental solutions at a number of source points outside the element domain; and (2) the particular load-dependent part, which is analytically represented by suitable local solutions. Meanwhile the independent frame displacements defined over the element boundary are approximated by conventional shape functions. The linkage between the two independent fields is established through use of a newly constructed hybrid variational functional, in which discontinuous loads are treated as generalized body forces. Using the property of delta function, the domain integral associated with discontinuous loads in the variational functional can be removed. The advantage of such special-purpose elements is that a large element, independent of the location of discontinuous loads, can be used to avoid the requirement of mesh refinement in the vicinity of the area with local loads. Numerical experiments are carried out to verify the special-purpose elements and to investigate their effectiveness in terms of mesh reduction and accuracy.     

A curved element approximation in the analysis of axi-symmetric thin shells

The stiffness equation is derived for curved elements of orthotropic axi-symmetric thin shells, and equivalent applied loads are found for shells subjected to initial strains, applied surface loads and body forces. The Lure approximation of thin shells and displacement field approximation by polynomials of arbitrary degree are included in the formulae derived.     

飞机撞击荷载计算模型中压溃力选取分析

Riera提出的飞机撞击荷载计算模型是一种比较实用的简化模型,大多数研究在进行飞机撞击试验和数值模拟时通常会把试验结果和数值模拟结果与该模型的计算结果进行对比分析。通过介绍分析Riera模型,该模型中撞击荷载包括压溃力和惯性力两部分,因此模型的使用需要确定压溃力大小。为了合理使用Riera模型,梳理了现有压溃力计算公式,各公式给出的压溃力计算结果差别较大,并通过公式推导预测弹体的变形长度和撞击作用时间与试验数据进行对比分析,评价了现有压溃力计算公式,对更适宜于飞机撞击条件下的压溃力计算公式给出了说明,最后讨论了压溃力对撞击荷载曲线的影响,得出压溃力相对于惯性力不能被忽略,对撞击荷载影响较大的结论。