平铰拱桥受力分析的迭代法

平铰拱桥结构的受力分析属于边界非线性力学问题,目前的一些方法受力分析不太明确,对变截面、复杂形状截面等平铰拱桥无法进行计算.针对这种情况,提出了确定平铰截面抗力系数K的新方法,建立了计算平铰拱桥内力的迭代算法,并进行了实例计算,研究结果表明,这一方法对具有任意个平铰、任意形状截面的拱桥结构是适用的.     

钢筋混凝土双向偏压构件截面非线性分析的割线刚度法

本文用三次多项式分段模拟混凝土和钢筋的非线性本构关系的方法，以平截面假定为基础，得截面内力平均关系，对钢筋混凝土弯压构件任意形状截面进行了非线性分析，推导出截面割线刚度矩阵的表达式以及截面内任意点应变，应力与截面变形，截面力之间的关系，刚度矩阵中系数可用格林积分公式和高斯数值积分法计算。     

重庆万盛藻渡大桥竖转施工转动铰受力性能分析

拱桥竖转施工是在转体施工基础上发展起来的一种常见的拱桥施工工艺,拱脚转动铰的受力性能对工艺的实施和结构体系转换具有重要作用。本文以重庆万盛藻渡大桥施工转动铰为例,利用相关有限元软件建立了有限元计算模型,通过对其进行受力分析,得到拱脚转动铰节点的应力场及容易出现塑性流动或蠕变的区域;分别分析了受力方向上最大计算应力值产生点到轴孔着力点的距离l与作用力F、钢板厚度t及轴孔直径D三种参数的对应关系,分析表明：l与作用力F呈线性关系,与钢板厚度t呈指数关系,与轴孔直径D关系不大。转动铰设计时应注意留出足够的空间,以防止转轴附近易出现塑性流动或蠕变的区域发生屈服破坏,并应严格控制好轴孔到钢板边缘的距离。     

实腹式型钢混凝土柱延性系数分析

在平截面假定及对截面应力分布进行合理简化的基础上,依据截面材料的应力-应变关系及构件曲率分布规律,采用现有塑性铰计算模型分别得出各受力阶段实腹式型钢混凝土柱截面组成材料的合力,进而推导出各受力阶段截面曲率、弯矩及挠度的计算公式,建立单调荷载下实腹式型钢混凝土柱曲率及位移延性系数的表达式,同时对其影响参数进行分析。理论计算与试验结果对比表明,曲率及位移延性系数计算值与试验结果吻合良好,说明所提出的方法及推导的实腹式型钢混凝土柱延性系数计算表达式能较好地反映实际情况。     

三维退化纤维梁单元线性和非线性有限元分析

为了解决曲线梁、任意形状截面梁、以及复合材料梁等结构的计算问题,基于退化理论推导得到三维退化纤维梁单元。该单元采用平截面基本假设,考虑剪切变形的影响,用轴线节点位移表示梁单元任意一点的三维位移场。根据UL列式,推导得到该单元考虑几何非线性和材料非线性的切线刚度矩阵。由上述理论编制了有限元计算程序,通过对几个典型算例的分析,证明了这种纤维退化梁单元的精确性、高效性和通用性。     

荷载与温度耦合作用下隧道截面形状对衬砌结构力学性能的影响

为研究隧道不同截面形状对衬砌结构力学性能的影响,采用荷载-结构法建立隧道衬砌温度场计算模型,并根据双正弦函数叠加气温变化模型,分析了圆形、矩形、直墙圆拱形和椭圆形等衬砌截面的温度场分布特征;以隧道衬砌混凝土损伤塑性模型及顺序耦合应力法为基础,分析了隧道衬砌在围岩荷载与变温耦合作用下不同隧道截面形状的衬砌受力特征及位移变化规律。结果表明,隧道空气温度变化对衬砌结构应力影响较大,衬砌应力随温度变化呈正弦变化趋势,但对衬砌位移影响较小;在相同的计算参数、初始条件及边界条件下,不同的隧道衬砌截面形状对衬砌受力、位移、产生时间与位置均有较大影响;从受力状态及结构安全性看,圆形和椭圆形截面是较好的衬砌截面形式。     

山区公路曲线拱桥合理悬臂长度计算

为了研究山区公路曲线拱桥设计方法,以跨径120m、桥面平曲线半径400m、拱肋轮廓曲线半径900m的曲线拱桥为研究对象,根据桥面各种受力工况及桥梁本身的受力情况,通过整桥有限元模型分析,研究拱脚、1／4拱肋和拱顶处扭剪应力与桥面悬臂长度的变化关系,从而获得合理的桥面悬臂长度;同时通过对其他跨径进行有限元分析计算,得到不同跨径、不同平曲线半径桥面合理的悬臂长度,并给出了不同跨径、不同平曲线半径下桥面悬臂长度的计算公式。提出的设计方法可为曲线拱桥的设计提供参考。     

简支深肋组合扁梁抗弯刚度

通过试验和ANSYS有限元数值模拟的方法研究了简支深肋组合扁梁的受力性能和受力过程中截面的应力、应变的分布规律,并通过材料力学理论和结合试验量测结果对梁截面的抗弯刚度及简支梁的平均刚度进行了分析。验证了简支深肋组合扁梁的弹性受力分析中采用的平截面假定的合理性,并提出了简支梁深肋组合扁梁抗弯刚度的计算方法。     

超大跨径活性粉末混凝土拱桥试设计研究

进行了600 m跨径的高强混凝土(HSC)拱桥和活性粉末混凝土(RPC)拱桥的试设计,利用MIDAS软件建立空间有限元模型进行内力计算,依据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)对RPC拱桥进行强度与稳定的验算。从拱圈截面刚度、内力与稳定和工程数量等方面,对这两种拱桥的受力性能和施工性能进行比较,分析RPC在超大跨径混凝土拱桥上应用的可行性,为我国拱桥向超大跨径发展提供参考。 更多还原     

钢筋混凝土正截面极限承载力通用算法

双向压弯作用下,为快速有效的求解钢筋混凝土构件正截面极限承载力,提出一种通用算法,并编制了相应的计算程序。基于平截面假定列出非线性平衡方程组,通过直接迭代求解与给定外力对应的应变场,在此基础上通过试算求得该截面的极限承载力。该算法适用于任意形状的截面和任意的材料本构关系。大量计算实例证实了该算法稳定收敛且结果准确,给出了其中两种典型截面算例的收敛曲线和计算结果的对比表。该算法为工程设计人员提供了一种简明有效的计算正截面极限承载力的方法。     

双铰型上承式镰刀形拱桥关键构件受载性能研究

某双铰型上承式钢筋混凝土拱桥,外形呈镰刀形状,拱肋截面形式根据弯矩分布规律相应变化。建立空间有限元模型,分析了拱桥主要构件在关键施工阶段及成桥状态下的内力分布规律,并对该拱桥在施工过程中的应力状态及变形情况进行监测与控制。有限元计算及施工监测结果均表明,该桥内力分布均匀,有很好的刚度,各关键构件受载性能满足要求。拱肋除施工中体系转换时出现过拉应力外,其余均受压,应力在规范允许范围内,且拱轴弯矩较小,说明拱轴设计合理。该桥型在今后的工程实践中值得进一步推广。     

内丘县北关西桥葵花拱结构设计分析

结合内丘县北关西葵花拱桥的设计工作,介绍了其桥型方案选择、高程设置的各因素协调思路,研究了葵花拱桥的结构布置、材料选择和设计工况,对桥梁结构受力计算结果进行了分析,可为葵花拱桥的设计提供参考.     

钢管混凝土拱桥使用阶段受力特性分析

对钢管混凝土拱桥理论计算中的刚度取值进行了讨论,对拱桥在正常使用极限状态下的静力和动力特性分析进行了阐述,以郧县汉江二桥为例,应用有限元的方法对中承式拱桥使用阶段的受力特性进行了计算分析,并运用荷载试验的方法进行验证。     

矩形钢管混凝土柱力学性能非线性有限元分析

为了更好地研究矩形钢管混凝土柱的力学性能,在以往试验和理论研究的基础上,提出一种适用于任意截面形状的三节点八自由度单元模型.结合混凝土和钢材的本构关系建立了非线性有限元模型,用于对单调和反复加载受力方案进行计算分析.对包括纯弯、轴压、偏压和低周反复荷载等多种受力模式下的矩形钢管混凝土试件进行计算,并与试验结果进行比较,两者较为吻合,证明所提出的非线性有限元分析方法可以较好地模拟矩形钢管混凝土的受力和变形性能.     

典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构设计

提出了典型钢筋混凝土仿古建筑屋盖结构的实用设计方法,论述了结构形式与组合扭壳的区别和荷载传递机理,提出了双铰人字拱按双铰折线拱方法计算的曲率影响系数和异形截面梁的截面设计计算。     

基于能量的钢筋混凝土框架节点塑性铰长度的计算方法

塑性铰长度是进行结构弹塑性分析时的重要参数,对于分析结果有着重要影响。目前,对塑性铰长度的计算方法主要为等效塑性铰计算方法,该方法主要从变形的角度来计算塑性铰长度,而结构的塑性铰长度应当与耗能有着密切关系,但是这种方法并未考虑耗能的影响。并且,塑性铰长度在整个加载过程中并非为一个常数,应当随着加载水平的变化而变化,而目前用于计算塑性铰长度的经验公式,仅给出了塑性铰的最终长度,并未给出其与结构的加载水平的关系,采用这样的塑性铰长度必定会造成分析精度的降低。因此,作者从能量的角度出发,建立了基于能量的钢筋混凝土梁柱节点塑性铰长度计算方法,并考虑了梁端的加载水平对梁端节点塑性铰长度的影响。通过与数值结果对比可以发现,采用该方法得到的塑性铰长度与梁端塑性发展范围吻合较好。最后,通过对18个一级框架节点的参数分析,建立起了塑性铰长度与梁端转角、配筋率和截面有效高度的关系。     

框架深肋组合扁梁弹性刚度分析

目的 研究框架组合扁梁正负弯矩区的受力性能.方法 在假定计算截面保持平截面的基础上,采用试验研究验证和理论推导的方法,对框架组合扁梁的正负弯矩区进行刚度分析.结果 基于换算截面法的假设,通过等效刚度方法,提出了框架深肋组合扁梁等效刚度的计算方法,计算结果表明框架深肋组合扁梁抗弯刚度值与试件跨中挠度为1/400梁跨时的平均刚度值相比,误差小于6.0％,而与试件跨中挠度达1/250梁跨的平均刚度值相比,误差大约为3.0％,且偏于保守.结论 试验揭示了内嵌于混凝土楼板之中框架组合扁梁在受力过程中截面的应力、应变的分布规律,验证了平截面假定在进行框架深肋组合扁梁弹性刚度分析时的有效性.     

预应力钢拱主动加固在役拱桥设计参数讨论

简述预应力折线形铰接钢拱主动加固拱桥的应用背景、加固方式和加固原理.基于有限元分析,从偏心距、弯曲能、控制截面内力等方面具体讨论各主要加固参数对加固效果的影响,分析得出铰座数量、铰座位置、预加力大小等对加固效果的影响程度和影响规律,以期为使用该法加固拱桥的工程设计提供依据.     

钢筋混凝土构件任意截面的承载力计算

针对解析算法的缺点,建立适合于任意截面钢筋混凝土构件的正截面承载力计算方法.引入计算截面性质常用的节线法,将混凝土构件正截面承载力解析算法列式中的相关项改为受压区高度的隐式函数,使表达式形式与截面形状无关,避免了列式对截面形状的依赖,最后通过数值方法求解非线性方程.数值算法计算流程简洁,简化了由于截面形式限制造成的复杂流程,适合程序实现,计算结果更为精确.     

框架悬挑结构刚度与荷载分析

以岳阳市岳州中学学生公寓楼工程设计实例,对框架悬挑结构的构件进行分析。先以假设法试算出梁、柱等构件的截面,再按照算出的结果进行验算。主要对构件的刚度和承受的荷载进行计算。构件的刚度与组成构件的材料与截面形状相关。构件承受荷载中板按四角点沿45°线将区格分为小块进行受力计算。