黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用Monte-Carlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7 m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

钢-混凝土组合梁变形及滑移有限元分析

根据钢-混凝土组合梁的特点，介绍了钢一混凝土组合梁受力时采用有限元分析的原理，推导了剪力连接件的单元刚度矩阵表达式，建立了连接件的非线性有限元模型．采用大型有限元软件ANSYS作为仿真分析工具，对均布荷载作用下的钢-混凝土简支组合梁在不同剪力连接程度下的应力、变形和滑移进行了分析．分析结果可以指导实际工程中对组合梁设计的连接程度的选择．     

考虑滑移和剪力滞的组合梁斜拉桥徐变分析

基于位移法,考虑纵向滑移及剪力滞的影响,结合Newmark几何模型和三次广义剪力滞位移分布模式,推导适用于钢-混组合结构的有限元平面梁单元模型.结合Kelvin复合黏弹性徐变模型,分析复杂桥梁结构.研究表明,混凝土桥面板中因存在徐变,成桥后结构将产生内力重分布,对桥梁后期的正常营运造成严重影响.对九江重建组合斜拉桥进行徐变分析,计算与实测结果吻合,验证了本方法的可行.     

Monte-Carlo随机有限元结构可靠度分析新方法

基于条件抽样、对偶抽样及Neumann展开技术,同时,为试图一定程度地解决"计算模型的不确定性"问题,考虑到岩石、混凝土等材料的单轴抗压强度σc和双轴等压强度σcc不同的特性,将3参数统一强度理论引入随机有限元程序,建立了Monte-Carlo三维非线性随机有限元结构可靠性分析模型.模拟成果表明,采用该模型的模拟收敛性良好,模拟效率较高、成本较低,可靠指标β值精度满足实用要求,在大型复杂结构的设计及可靠度分析研究中具有实用价值.     

倒三角形桁架组合梁负弯矩区滑移性能有限元分析

倒三角形桁架组合梁通过上弦杆焊接的开孔板连接件与混凝土翼板连成整体。利用Abaqus有限元软件,分析了钢-混凝土组合梁在负弯矩下的滑移效应,并通过改变混凝土翼板的宽度和长度进行对比分析。分析结果表明:滑移在加载点处接近为0,最大值并不出现在梁端;混凝土翼板长度对滑移的影响大于宽度对滑移的影响。     

简支钢--砼组合梁考虑滑移效应的曲率分布分析

计算了受均布荷载的简支钢－－砼组合梁在滑移效应时挠曲线的曲率,分析了曲率分布规律,其结果对挠度的精确计算有一定指导意义。     

钢-砼组合梁考虑滑移时收缩徐变应力分析

对于工程中常用的钢-砼组合梁，根据组合截面平衡和变形协调条件，利用钢和混凝土材料的本构关系，建立了关于组合梁正截面内力的微分方程，在微分方程中考虑了钢和砼之间的相对滑移、组合梁连接件刚度、混凝土收缩和徐变的综合影响．然后采用差分法求解了简支组合梁在均布荷载作用下的应力历程，并对连接件刚度、环境相对湿度等参数做了分析，分析结果表明组合梁应力分布受环境相对湿度、连接件刚度的影响．     

滑移对组合梁的影响

建立了钢-砼组合梁弹性性能分析的微分方程,并用FORTRAN语言编写的计算机程序来求解这些微分方程,通过对单跨组合梁的分析,探讨滑移分布及其对轴向力和挠度的影响过程,以供设计研究时参考。     

考虑剪切滑移效应的叠合梁有限元解

为了准确计算叠合梁在荷载作用下的受力、位移,基于弹性力学基本思想和接触理论推导了考虑剪切滑移效应的叠合梁的有限元解。利用该有限元解计算了集中荷载作用下的叠合梁挠度和交界面剪切滑移,并与试验结果进行了对比分析,结果表明:有限元解与试验结果能够较好地吻合,彼此具有较强的相关性,验证了有限元解的准确性和可靠性,为分析叠合梁受力和变形提供了新的计算手段,具有较高的实际推广价值。     

考虑人为错误的结构模型随机可靠度分析模型

阐述了结构工程中人误概率的不确定性是一非概率性的模糊物理量的概念，由此给出了人误概率的可能性分布函数，建立了基于人误差概率可能性分布的结构模糊随机可靠度分析模型。     

考虑人为错误的结构模糊随机可靠度分析模型

阐述了结构工程中人误概率的不确定性是一非概率性的模糊物理量的概念。由此给出了人误概率的可能性分布函数，建立了基于人误概率可能性分布的结构模糊随机可靠度分析模型。     

考虑随机变量相关性的可靠度分析

分析了在小偏心受压构件中弯矩与轴向压力的相关性。对钢筋混凝土小偏心受压构件建立了以弯矩表达的极限状态方程，阐述了考虑弯矩与轴向压力相关性的可靠度分析方法。为了说明考虑基本变量相关关系的重要性，对钢筋混凝土小偏心受压构件作了两种可靠度分析比较：①考虑了弯矩与轴向压力的相关性；②假设弯矩与轴向压力互不相关。     

集中力作用下考虑剪切滑移效应的双层结合面组合梁解析解

为了分析碳纤维-钢-混凝土组合梁在竖向集中荷载作用下的静力响应,基于弹性力学的经典理论,推导了竖向集中力作用下的双层结合面组合梁的解析解,得到了碳纤维-钢-混凝土双层结合面组合梁的挠曲线方程,并通过具体算例与有无相互作用的组合梁计算结果进行了对比,结果表明该解析解是正确的、合理的,为工程设计人员提供了一种可靠的设计计算方法,具有较强的实际应用价值。     

预应力部分外包组合梁有限元模拟分析

基于已完成的6根施加预应力和2根未施加预应力的普通部分外包组合梁在静力荷载作用下的性能试验,应用ABAQUS有限元软件对预应力部分外包组合梁进行几何非线性分析,对承载力和挠度等力学性能进行深入探究.结果表明:随着预应力水平、截面高宽比的增大,组合梁的极限承载力和抗裂度显著提升,正常使用状态下的挠度有一定减小,但是截面宽高比和预应力水平的变化对试验梁延性的影响有限.组合梁的承载力及挠度模拟值与试验值、计算值的吻合程度较高,受力全过程的荷载位移曲线基本相似,说明以ABAQUS软件来模拟预应力部分外包组合梁是切实可行的.     

双层连续组合梁弹塑性状态的界面滑移

考虑了上层混凝土开裂及钢筋与混凝土之间滑移对梁变形的影响.根据剪力连接件的实际力学特性,采用简化后的线弹性弹簧来模拟钢筋 混凝土界面以及钢梁 混凝土界面的剪切滑移,并结合内力-变形关系推导出双层钢 混凝土组合梁的上下层界面滑移微分方程.在分析过程中偏保守地假设负弯矩截面上缘混凝土板抗拉刚度降为零.为验证该解析法的合理性,采用非线性较强的有限元软件Abaqus建立了空间模型,模型考虑了剪力连接件和材料的非线性.有限元计算结果表明,通过2种方法所得的界面滑移数值和趋势比较吻合,该解析法用于分析双层连续组合梁的滑移变形是可行的.     

滑移效应影响下的组合梁变形计算公式

考虑交接面相对滑移对钢与混凝土组合梁的变形影响 ,利用弹性分析理论建立了钢与混凝土简支组合梁的变形微分方程 ,得到了跨中集中荷载、均布荷载及对称集中荷载作用下的钢与混凝土组合梁的变形计算公式     

混凝土梁桥加固模糊随机可靠度分析

以模糊随机变量为基本变量,定义了模糊随机功能函数,以挠度为指标建立了既有桥梁加固前后正常使用极限状态下模糊随机极限状态方程.利用等效关系将模糊随机变量当量随机化,给出了挠度抗力的取值范围,讨论了挠度抗力在加固前后对可靠度指标的影响.结果表明模糊计算模式较定量计算模式可靠度指标更为保守,加固后桥梁更加安全;挠度抗力和荷载作用下竖向挠度对可靠度指标的影响互相关联;桥梁加固后,粘贴钢板加固方式对提高梁体抗变形能力优于粘贴碳纤维板法.     

考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度分析

在边坡可靠度分析中,通常采用横观各向异性或各向同性随机场来刻画土体参数的空间变异特性,而忽略了土体参数的各向异性空间变异性,从而可能会得出错误的可靠度评价结果。为此,建立考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度随机有限差分方法（RFDM）计算框架,并以一般各向异性空间变异性边坡为参考边坡,从波动范围方向结构、互相关系数、变异系数和波动范围等方面系统地探讨各向异性空间变异性对边坡可靠度的影响。结果表明：基于坐标转换的各向异性随机场模拟方法可以有效地刻画土体参数各向异性空间变异性;应变聚类边坡临界滑面搜索算法适用于复杂临界滑面的精确搜索;相比一般各向异性空间变异性,旋转各向异性空间变异性会高估边坡失效概率,横观各向异性空间变异性会严重低估边坡失效概率,而各向同性空间变异性会在较大和较小的波动范围内分别高估和低估边坡失效概率。     

考虑钢筋锈蚀的渡槽时变可靠度分析

根据钢筋锈蚀理论,以时间为变量,考虑钢筋锈蚀导致渡槽可靠度下降的随机性,建立了钢筋锈蚀的时变可靠度计算模型。基于中心点法与Monte-Carlo法,采用Matlab软件,编写相应的计算程序,对渡槽耐久性进行了分析。计算结果表明,基于渡槽钢筋锈蚀可靠度的时变性,能很好地反映结构劣化的动态变化与维护时间。模拟结果表明,所建立的计算模型能较好地反映钢筋混凝土渡槽结构的耐久性变化。