非线性最优化在斜拉桥索塔锚固区配束上的应用

针对现有技术中的铁路大跨度斜拉桥桥塔环向预应力钢束配置方法缺乏的状况,文章提供一种通过最优化理论配置斜拉桥桥塔索塔锚固区环向预应力钢束的方法。该方法首先建立有限元模型,根据有限元模型得到单位面积钢束以及单位力对塔产生的应力,从而得到应力系数矩阵;其次,根据叠加原理,运用非线性最优化理论建立目标函数及约束条件;最后,求解最优化方程,得到环向预应力钢束面积。该方法形成了一套完整的斜拉桥桥塔索塔锚固区环向预应力配置理论,解决了斜拉桥索塔锚固区的设计难题,加快了设计速度,缩短了设计周期,节省了大量工程投资。     

小跨径连续箱梁的设计

介绍小跨径连续箱梁的三种设计方法采用普通钢筋混凝土设计,按允许裂缝宽度控制;采用预应力钢筋混凝土设计,配束方式采用腹板连续预应力钢束;采用预应力钢筋混凝土设计,配束方式采用腹板连续预应力钢束+顶板与底板预应力钢束.并对三种设计方法进行比较.     

某连续刚构桥局部预应力钢束失效分析及修复

以变截面连续刚构桥箱梁顶板空鼓和局部预应力钢束下沉病害修复为背景,按钢束完全失效的极限状态,通过有限元分析了该桥局部应力和整体受力状态,以及该病害对桥梁的影响程度,并提出了病害修复方案。研究结论表明:箱梁顶板局部钢束失效后,截面上缘正应力略微增大,截面下缘正应力变化较大,但仍满足规范要求;承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度满足要求;正常使用极限状态下应力、挠度和裂缝验算等均符合规范要求。根据分析结果,对混凝土空鼓和预应力钢束下沉病害提出了相应的修复方法。     

安全壳极限承载力中预应力的数值模拟

某核电厂的安全壳采用了预应力混凝土结构,其中预应力钢束布置形式比较复杂。结合安全壳结构极限承载力项目,根据安全壳预应力钢束的特殊布置形式,对钢束的几何形状进行研究,推导出了钢束的空间几何曲线方程,采用MATLAB对预应力钢束进行了数值计算,完成了ABAQUS有限元模型中钢束的定位和建模工作,计算每根钢束各个位置的预应力值,并完成了加载工作。通过已有的数据可以验证,钢束定位和预应力计算结果具有较高的精度。所述的方法对于安全壳的预应力设计和施工也有较大的指导意义。     

LNG储罐预应力钢绞线束伸长值计算方法探讨

通过对16万m3LNG储罐预应力钢绞线束的计算,详细介绍了国外预应力钢束理论伸长值的分段计算方法,并经过与国内算法比较,得出了精确计算预应力钢束伸长值对预应力施工控制的重要性。     

岭澳核电站安全壳预应力摩擦系数试验

选定钢束进行摩擦系数试验 ,根据钢束的伸长值及被动端的压力值计算出钢束与管道间的摩擦系数 ,并将此摩擦系数与设计的摩擦系数进行比较 ,最终确定钢束的摩擦系数与伸长值的设计值。     

混凝土箱梁预应力张拉方法的对比研究

介绍了预应力混凝土箱梁桥的特点,对比分析了混凝土箱梁腹板钢束与顶、底板钢束的预应力张拉方法,总结了各种预应力张拉方法的适用范围和优缺点,为同类桥梁的设计与施工提供参考。     

变截面预应力混凝土梁桥正弯矩钢束布置方法

在悬臂施工的大跨径变截面预应力混凝土桥梁设计中,跨中正弯矩钢束的布置至关重要。因此,为了较清晰地说明该问题,运用Midas/Civil软件对桥梁跨中单根钢束的不同布置形式进行了分析。分析结果表明:跨中钢束上弯,将锚固点设置在箱梁顶板的布束方式,不仅可以克服钢束沿箱梁底板下弯这一传统布置使箱梁承受很大径向力的弊端,还能够减少预应力二次弯矩,提高钢束利用率,使箱梁底板、腹板受力更加合理。     

体外预应力钢束在汽车活载作用下的应力变幅分析

利用研发的体外预应力混凝土桥梁结构弹性阶段非线性分析专用程序 ,对几种典型跨径体外预应力混凝土梁桥的体外预应力钢束在汽车活载作用下的应力变幅进行分析。研究了简支梁中结构跨高比、体外预应力钢束与结构的粘结关系、转向块间距等参数对计算结果的影响 ,以及连续梁中施工方案、体内钢束和体外钢束的配束比例、连续跨个数和钢束布置形式等参数对计算结果的影响。同时也与相同条件下的传统体内预应力结构的预应力钢束的应力变化幅度进行比较。这项研究是体外预应力钢束体系疲劳评价研究的一部分。     

基于体外预应力加固的简支梁束界

体外预应力加固技术作为一种主动加固方法,现已广泛应用于桥梁加固中。对于预应力混凝土构件,合理的预应力钢束线形有利于保证结构承载力及使用性能。针对体外预应力加固简支梁的束界进行研究,提出体外预应力法加固简支梁的束界概念,依据我国现行规范,对各类预应力构件提出束界控制条件并分别推导出束界理论解。此外,提出了预应力钢束使用效率的概念,通过约定使用效率对前述束界进一步界定。应用有限元建模对基于理论束界的不同体外预应力布束方案的钢束使用效率和应力进行分析,结果表明,所述束界是安全有效的,可以满足使用阶段抗裂性要求和施工阶段应力要求;体内预应力钢束使用效率随束距增大而减小,体外预应力钢束使用效率随束距增大而增大。     

群桩工作机理的数值分析

对桩和近域土体采用有限元分析,桩土之间加设接触面单元来模拟桩土之间的相对沉降,对远域土体采用无限单元来模拟。混凝土单元和无限单元采用弹性分析,近域土体采用K~G模型及Duncan-zhang(E~μ)模型来模拟九桩低承台群桩的工作机理,并与实测值相比较、分析,证明方法是合理的。     

群桩复合地基工作特性的有限元、无限元耦合分析

以九桩CFG桩复合地基为例,采用桩和近域土体用有限元分析,桩土之间加设接触面单元来模拟桩土之间的相对沉降,远域土体采用无限单元来模拟,混凝土单元和无限单元采用弹性分析,近域土体采用Duncan-zhang模型(E-U模型)来模拟九桩群桩复合地基的工作机理进行了系统的分析。     

岩体的渗流特性定量分析方法

分析了岩体的渗流特性及渗流模型，从DDA法、有限元分析法、无单元法等，阐述了岩体的渗透强度定量分析方法，指出诸多的定量分析方法各有优势，应用于不同的领域。     

双参数弹性地基上厚板的有限元边界元联合解法

本文采用双参数弹性地基模型，推导了弹性地基上厚板的有限元公式，并采用迭代法消去有限元公式中隐含的边界广义剪力，得到了自由边板不考虑板边广义剪力的解答。为了考虑板边广义剪力的影响，根据板外地基变形的边界元公式，推导了其等价有限元形式的刚度矩阵，叠加到整体刚度矩阵中进行计算，得到了自由边板考虑板边广义剪力作用的结果。     

基于耦合模型的地下隧道抗震分析研究

在考虑了土与结构的相互作用的基础上,采用耦合模型来模拟土体的分层性、非线性以及土体和钢筋混凝土之间的滑移、拉裂、嵌入以及土体的半无限边界条件。文中首先阐述了接触元建立的方法以及单元刚度矩阵的积分方法;由于无限远处的土场位移、地震作用力皆为零,计算中对该单元刚度矩阵的形式不同于四节点等参元,文中推导了平行无限元的单元刚度矩阵方,并介绍了无限元单元刚度矩阵组装原理。通过对一双洞口矩形截面隧道的地震反应进行分析,为地下结构的抗震设计提供参考意见。     

非协调四结点平面等参位移元新列式方法

本文导出一种等参协调元位移函数的新的表示方法,在此基础上建立起了构造等参非协调元的新方法。作为实例,构造两个可以给出单刚显式的四结点平面非协调新单元。     

Thermo-hydro-mechanical modeling of fault discontinuities using zero-thickness interface element

In this paper,a coupled thermo-hydro-mechanical(THM) simulation in a faulted deformable porous medium is presented.This model involves solving the mass conservation,linear momentum balance,and energy balance equations which are derived from the Biot's consolidation theory.Fluid pore pressure,solid displacement,and temperature are chosen as initial variables in these equations,and the finite element method in combination with the interface element is used for spatial discretization of continuous and discontinuities(fault) parts of the medium to solve the equations.The main purpose of this study is providing precise formulations,applicability,and ability of the triple-node zero-thickness interface element in THM modeling of faults.It should be noted that the system of equations is solved using a computer code written in Matlab program.In order to verify the developed method,simulations of index problems such as Mandel's problem,and coupled modeling of a faulted porous medium and a faulted aquifer are presented.The modeling results obtained from the developed method show a very good agreement with those by other modeling methods,which indicates its accuracy.     

Practical advanced analysis software for nonlinear inelastic dynamic analysis of steel structures

This paper presents a practical advanced analysis software which can be used for nonlinear inelastic dynamic analysis of space steel structures. The proposed software can predict accurately the nonlinear response of a steel structure by using only one element per member in structural modeling. Three types of element including both geometric and material nonlinearities are implemented in the proposed software: (1) catenary cable element; (2) truss element; and (2) beam-column element. An incremental-iterative solution scheme based on the Newmark method and the Newton-Raphson method is adopted for solving the nonlinear equations of motion. Several numerical examples are presented to verify the accuracy and efficiency of the proposed software in predicting the nonlinear response of steel structures. The proposed program is shown to be an efficient and reliable tool for daily use in design.     

有限元、组合条元与映射无穷元联合应用研究

提出了将有限元、组合条元与映射无穷元联合应用求解无限域问题的思想 .首先介绍 6种映射无穷元的位移模式和坐标映射关系 ;然后基于联合应用组合条元的要求 ,提出了一种新型单元—组合映射无穷元 ,并建立了相应的公式 ;编制了计算程序 ,经过算例分析证明了有限元、组合条元与映射无穷元联合应用方法的正确性和有效性     

深基坑围护结构平面非线性有限元分析

对深基坑工程拉锚式围护结构建立了非线性有限元分析模型 ,采用直梁单元模拟围护桩 ,围护桩与土体之间的接触面用带转动自由度的Goodman接触单元模拟 ,并将层状土体视为横向各向同性材料。通过某深基坑工程的计算结果与实测结果的对比分析 ,证明提出的分析方法是合理的