断裂力学在结构极限承载力分析研究中的应用

针对桥梁跨径的不断增大、桥梁结构的极限承载力问题，利用新的理论观念——断裂力学来分析研究桥梁结构的极限承载力，阐述了混凝土材料的断裂机理及模型，通过计算实例，得出钢筋混凝土结构具有较高的精度。     

提高输电塔架承载力的预应力技术研究

为了提高输电塔架的刚度和承载力,在结构体外引入预应力拉索。通过材料、几何双重非线性稳定性分析计算索塔结构的极限承载力,在此理论基础上对一个500kV猫头型输电塔架建立了空间刚架模型,详细讨论了拉索施加不同初应力以及拉索不同倾角布置对输电塔架承载力的影响。研究表明:随着拉索初应力的增大,结构的极限承载力也增大,但当拉索初应力增大到一定值时,结构的极限承载力变化并不显著;结构的极限承载力随着拉索斜向布置倾角的增大而减小。     

钢筋混凝土梁极限承载力分析

根据分层有限元的基本原理和计算假设，编制了钢筋混凝土梁极限承载力分析的有限元程序，并对两个钢筋混凝土模型梁进行了分析，结果表明：分层有限元法是一种很好的计算钢筋混凝土梁极限承载力的分析方法。     

铸钢支座节点极限承载力的非线性有限元分析

铸钢节点作为一种新型的节点形式,目前已广泛应用于大跨空间结构.本文通过非线性有限元分析,对南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点进行了深入的研究,分析了铸钢节点在荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形,并通过试验对有限元方法加以验证,在此基础上得出一些有用的结论.     

空间桁架极限承载力

为分析空间桁架结构的极限承载力，采用基于更新拉格朗日描述的空间梁单元和球面弧长法计算压杆的荷载－位移全过程，将计算得到的压杆荷载－位移曲线分段线性化考虑杆件材料非线性、并据此编制了非线性有限元分析程序。     

刚构拱桥极限承载力分析

采用通用有限元软件ANSYS建立全桥有限元模型对某刚构拱桥进行了极限承载力分析，得出两种不同加载情况下桥梁的受力情况与位移状态，以及影响极限承载力的主要因素。     

正交异性板的极限承载力分析

采用平面壳单元和荷载增量法,对采用Ｕ型加劲肋的正交异性板考虑几何和材料非线性进行极限承载力分析,得到的结论有助正交异性极的设计。     

混凝土桥梁结构极限承载力研究概况

桥梁结构的极限承载力是指桥梁承受外荷载的最大能力,是对应于结构构件达到最大承载能力、疲劳破坏或不适宜于继续承载的变形的状态。本文就桥梁结构的混凝土本构关系进行了总结,对受压和手拉的模型进行了归纳．为桥梁结构设计与施工提供一定参考。     

斜拉立体桁架极限承载力的双重非线性分析

斜拉立体桁架是一种有发展前途的大跨度杂交结构体系。针对两塔三跨和一塔两跨两种结构形式,基于UL列式,采用混合有限元模型,对该结构体系进行了几何非线性屈曲分析以及几何、材料双重非线性屈曲分析,得出斜拉立体桁架的极限承载力。计算结果表明,只有同时考虑结构的几何和材料非线性的屈曲分析方法,才能准确地评估出结构的极限承载力。同时研究了不同塔高、桁架高度、索距以及跨度对结构极限承载力的影响,从中得出了一些结论可供设计人员参考。     

基于压杆失稳的张拉整体结构极限承载力

张拉整体结构是连续的拉索和不连续的压杆所构成的自应力平衡体系,由一系列张力索和受压杆件组成,具有较少的赘余单元,是极其高效的结构形式.张拉整体结构的压杆是"张力海洋中的孤岛",显然,压杆是不可或缺的组成部分,起着十分重要的作用.压杆的失稳将导致结构的失效.本文根据非线性有限元理论研究讨论基于压杆失稳的张拉整体结构极限承载能力.文中结合平面尺寸为2m×2m的平板型张拉整体结构的模型试验,进行了理论计算与试验结果分析比较,为张拉整体结构应用于实际工程提供一定理论依据.     

风荷载作用下输电塔极限承载力和失效模式计算模型

针对现有输电塔极限承载力和失效模式研究未考虑计算模型影响的问题,剖析了空间桁架、空间刚架和空间梁桁组合3种常用计算模型的力学基础和模拟方法;以110 kV鼓形直线输电铁塔为例,对比研究了0°,45°,60°,90°四种风向工况下3种计算模型的弹性响应,同时对比分析了最不利工况下各计算模型极限承载力和失效模式的计算结果,揭示了不同计算模型对结构极限承载力和失效模式的影响规律。结果表明:空间刚架和空间梁桁组合模型较桁架模型能给出偏安全的弹性响应结果;该类输电塔最不利风荷载工况下的极限活荷载乘子约为2.00,空间梁桁组合模型能反映铁塔结构的延性破坏性质,给出偏安全的极限承载力计算结果;该类输电塔高承载构件主要集中在塔腿主材,空间刚架和空间梁桁组合模型都能较准确识别出高承载构件;建议采用空间梁桁组合模型进行输电塔极限承载力和失效模式的分析。     

输电塔主材扭转约束对交叉斜材面外承载力的影响

为了研究输电塔主材扭转约束对斜材面外稳定承载力的影响,采用真型塔试验对输电塔主材进行了扭转刚度的测量,利用ANSYS分析了主材尺寸对刚度的影响.并对两端偏心受压等边角钢建立有限元模型,考察了长细比、端部扭转刚度对角钢稳定承载力的影响,并与我国规范进行了比较.研究结果表明:随着主材截面尺寸增加,斜材受到主材的扭转刚度约束...     

斜拉立体桁架一塔柱两跨结构体系的极限承载力分析

对斜拉立体桁架常用的一塔柱两跨结构体系,基于UL列式,采用混合有限元,分别按空间(面外自由)和平面(面外自由度约束)两种模型,进行了线性、几何非线性、材料非线性以及同时考虑两种非线性屈曲分析,得出结构的极限承载力。研究表明,空间模型比平面模型的安全因子低。线性屈曲和只考虑几何非线性屈曲两种模型的安全因子差别较大,而考虑材料非线性和双重非线性两种模型的安全因子比较接近。几何非线性对斜拉立体桁架的极限承载力影响较小,其结构极限承载力主要由材料非线性控制。立体桁架的塑性部位出现在距塔柱(5/8～3/4)主跨附近的弦杆、塔柱附近弦杆以及靠近塔柱拉索附近的弦杆。此外,探讨了塔高、桁架高度、索距以及拉索刚度对结构极限承载力的影响,其中索距对结构的极限承载力影响最大。     

微型桩杆塔基础上拔试验研究

通过现场真型试验,对微型桩基础抗拔承载机理及其抗拔承载力计算方法进行了研究。试验研究表明:微型桩单桩抗拔承载力可由桩身自重和桩周侧摩阻力相加组成;二次注浆有利于提升微型桩抗拔承载力,在进行微型桩抗拔承载力计算时应考虑二次注浆的提升作用;群桩基础中布置斜桩可采用10度倾角;由于承台对上拔荷载的重分配,在上拔荷载作用下,角桩承力最大,边桩次之,中桩最小;本次试验条件下,微型桩抗拔群桩效应系数可取0.7进行计算。     

支撑杆节点极限承载力有限元分析

本文应用有限元法,考虑材料非线性和几何非线性,分析了现代常用的天线载体支撑杆节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能,提出了满足工程精度的节点承载力计算的简易等效方法和节点的加强措施,方便工程实际应用。     

输电塔不等边角钢交叉斜材稳定承载力研究

对一种输电塔常用平面节间进行了真型试验,研究了不等边角钢交叉斜材在一拉一压受力情况下的稳定承载力与破坏模式;采用ABAQUS有限元软件对不等边角钢斜材试件进行模拟,验证了有限元模型的可靠性,并进而研究了不同内力比值、钢材强度、截面规格对斜材承载力的影响规律。结果表明:试验中不等边角钢失稳模式主要为面外屈曲。当斜材处于一拉一压时,压杆承载力随拉力增加而增大;当斜材处于同时受压时,极限承载力随着两杆压力比值的增加而减小;在同时受压状态下,提高材料强度对承载力的提高不会起到显著的作用;增大肢厚或平面内和平面外肢长均能使承载力提高。基于以上分析,提出了可供参考的不等边角钢交叉斜材的计算长度修正系数,并与现有规范进行了比较。     

KK型搭接方管节点极限承载力的非线性有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对KK型搭接方管节点进行了弹塑性大挠度分析,研究了方管节点的极限承载力和塑性区扩展过程,揭示了节点的破坏机理和破坏模式,获得了节点的极限承载力和极限承载力随着节点几何参数的变化规律。2种荷载工况下节点性能的对比分析结果表明,绝大多数节点的极限承载力和几何参数对节点极限承载力的影响规律基本相同。通过多元线性回归,得出了体现主要几何参数影响的节点极限承载力计算公式,将回归公式与有限元计算结果进行了对比分析,验证了公式具有较好的精度,可供工程设计参考应用。     

两种大直径嵌岩桩极限承载力比较分析

运用有限元计算软件ANSYS计算了两种大直径嵌岩桩轴心受压的受力情况。结果表明:桩型二不仅能提高嵌岩桩的极限承载力,还能改善嵌岩桩与岩体界面处以及桩本身的受力性能,有利于岩体塑性区的充分发展。在实际施工过程中,施工条件允许时,建议采用桩型二形式的嵌岩桩。     

钢管十字插板连接承载力试验研究及有限元分析

为了研究广东某新建220 kV输电钢管塔交叉斜材连接所采用的十字插板连接形式的受力性能,选用连接处8组足尺连接节点进行承载力试验,连接件形式分别采用普通条形板、角钢、弯折板;结合试验结果,运用ANSYS软件对试件进行非线性有限元分析及参数分析,给出了连接件面积与钢管面积比值、钢管开槽长度与钢管管径比值的临界解。结果表明:该输电塔交叉斜材钢管管径配合下的十字插板连接安全可靠但不够经济,在轴压作用下采用近似等面积的角钢和弯折板连接件形式对节点承载力无影响;连接件面积与钢管面积比值大于临界解时,钢管发生弹塑性失稳破坏,小于临界解时,十字插板连接位置发生破坏。     

复杂地基极限承载力半解析解

本文研究了复杂地基极限承载力的半解析解答。通过非均质非线性各向异性破坏准则，建立了复杂地基极限平衡理论，导出了滑移线斜率公式、应力沿滑移线微分方程。分析滑动区域应力变化规律，导出了有内摩擦与无内摩擦各向异性地基及非线性地基的极限承载力解析式，计算了各种复杂地基承载力系数解答。研究结果表明：岩土材料各向异性降低了地基承载力；非线性地基承载力可由拉压强度比控制。本文成果简化到线性各向同性地基中，与Ｐｒａｎｄｔｌ解、Ｒｅｉｓｓ－ｎｅｒ解、索科洛夫斯基公式及太沙基结果相吻合。