双曲扭壳屋盖力学性能分析

本文从扁壳的挠度和内力函数混合方程出发,得出了双曲扭壳的双三角级数表示的解析结果,进一步确定了扭率对该扭壳的刚性影响,从而提出关于扭率判别条件的上界和下界,当实际结构的扭率小于判别值的下界时,扭壳可视为矩形平板;当扭率大于判别值的上界时,扭壳可忽略平板效应,视其为无矩状态。对于这两种情况,工程误差不大于百分之一。实际双曲扭壳的屋顶,其扭率在大多数情况下大于判别值的上界。     

我国大跨双曲混凝土扭壳屋盖应用与研究展望

双曲混凝土组合扭壳屋盖结构的应用与其理论研究同步发展,早期的研究更多地偏重于以连续化理论为基础的静力作用下各种解析方法的应用。计算机的普及和有限元分析方法的广泛运用也为空间结构的加速发展创造了更广泛的条件。目前,国内陆续建成了跨度较大的钢筋混凝土双曲抛物面扭壳屋盖。国内外尝试各种混凝土薄壳的建造方法,旨在省略临时模板的使用,但收效甚微。     

双曲抛物面浅壳力学性能分析

本文从研究扁壳的挠度和内力的混合函数的重调微分方程出发,利用力的变分原理,得到了均布荷载下双曲抛物面浅壳挠度和内力的精确解,分析了结构初始曲率及扭率对其刚度的影响,从而建立了关于弯曲曲率和扭率两个判别条件.当结构初始弯曲曲率小于其判别值的下界时,结构可视为双曲扭壳,当结构的初始扭率大于其判别值上界时,则可忽略弯曲效应,视结构为无矩状态,对于这两种情况计算误差均不大于百分之一.     

新型装配式建筑免拆模壳板抗裂性能试验研究

模块化集成建筑（MiC）由预制混凝土模块通过后浇混凝土连接组成。为了实现模块之间剪力墙的免支模浇筑,同时减少材料用量,设置了厚度仅3 cm的预制免拆模壳板,但其板型较薄,在混凝土浇筑过程中其受力性能和破坏机理尚不明确。故针对免拆模壳板的力学性能进行了试验并建立了有限元模型,同时设计了一种新型加载钢架,对3块预制钢筋混凝土免拆模壳板（不开洞、侧边开洞、中间开洞）进行静力梯形堆载试验,得出其开裂荷载、挠度曲线以及荷载－应变曲线等。结果表明：三组试件均在桁架钢筋处发生混凝土开裂且承载力始终保持增长趋势,说明模壳板承载能力良好;由三组试件裂缝发展情况可以看出,裂缝出现的位置和试件破坏的趋势基本相同。     

斜向肋格水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗震性能试验

水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种保温结构一体化复合墙体,设置斜向肋格水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种新模式.为研究该斜向肋格格构式混凝土墙体的抗震性能,进行3个格构式墙体原型试件的水平低周反复荷载试验,包括2个设置斜向肋格的新型和1个传统型格构式墙体,得到各试件承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性和刚度退化等力学性...     

薄壳屋顶力学性能分析

从研究浅壳的挠度和内力的混合函数的双调微分方程出发,利用力的变分原理得到了均布载荷作用下常见型面薄壳屋顶挠度和内力的双级数形式解答.分析了结构初始弯曲曲率和扭曲曲率对其刚度影响,并进一步建立了这两个曲率的判别条件:当结构的弯曲曲率小于判别值的下界时,结构可视为双曲扭壳;当结构的扭率大于其判别值的上界时,则可忽视弯曲效应,视结构为无矩状态.     

薄壳屋顶力学性能分析

从研究浅壳的挠度和内力的混合函数的双调微分方程出发,利用力的变分原理得到了均布载荷作用下常见型面薄壳屋顶挠度和内力的双级数形式解答.分析了结构初始弯曲曲率和扭曲曲率对其刚度影响,并进一步建立了这两个曲率的判别条件:当结构的弯曲曲率小于判别值的下界时,结构可视为双曲扭壳;当结构的扭率大于其判别值的上界时,则可忽略弯曲效应,视结构为无矩状态.     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

广东科学中心球壳结构施工监控仿真分析

广东科学中心占地面积为45．39万平方米,其巨型框架结构和网壳结构均为空间高次超静定结构,空间受力不明确,结构分析与建立计算模型有难度。采用正装动态分析法,利用有限元软件ANSYS的单元生死技术,结合施工工艺模拟施工过程7个工况对广东科学中心G区球壳结构的拆模卸载过程进行仿真分析,并且使用高精密测量仪器现场监测球壳结构的应力和变形情况,通过有限元计算值和现场实测数据的比较,找出结构受力和变形的规律,达到控制结构的目的,为下一步施工工序提供有效地指导。     

离心钢管混凝土弯扭构件试验研究与理论分析

在对组合结构材料离心混凝土圆筒试块的抗压试验和钢板材的抗拉试验的基础上,进行了11个离心钢管混凝土弯扭构件的试验研究,研究了构件在弯扭组合作用下的工作性能与机理.并基于组成离心钢管混凝土的钢材与离心混凝土的本构关系,利用试验实测的参数,建立了有限元分析模型.考虑不同弯扭作用的加载路径,对弯扭构件进行了全过程分析.结果表明,试验与理论分析结果吻合良好.根据试验与理论计算结果,提出了离心钢管混凝土弯扭构件的承载力相关方程,可为工程设计提供理论依据.     

光电层合抛物薄壳的主动控制

利用光致伸缩作动器的非接触激励特性,对抛物薄壳进行主动控制研究。通过对激励光源的开关控制,实现光致伸缩作动器的伸缩激励特性。基于Membrane简化理论,提出一组满足自由边界条件下的抛物壳模态形状函数,并推导出光电层合抛物薄壳的模态控制方程。将LQR状态相关控制与光源激励策略相结合,确定抛物薄壳的主动控制策略。通过数值仿真得到了光致伸缩作动器输出控制力及抛物壳位移响应曲线。结果表明:光致伸缩作动器可实现对抛物薄壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。     

混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响

目的研究混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响,为《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2008修订提供依据,为施工方案设计提供参考．方法笔者结合高大模板试验,利用ABAQUS有限元分析软件模拟其受力性能．探讨模板体系在施工过程中,混凝土浇筑顺序对架体整体稳定性的影响．结果数值模拟与试验结果吻合良好,验证了该计算模型的正确性．分析得到在非对称浇筑混凝土过程中,立杆内力发生突变,架体水平侧移达到14．647mm,而在对称浇筑混凝土过程中,架体水平侧移只有0．992mm．结论建立的有限元模型可以较好地模拟高大模板支撑体系受力性能．采用非对称方式浇筑混凝土将会使高支模架体产生较大侧移,立杆受力不均,不利于架体整体稳定性．混凝土浇筑顺序在高支模体系中不可忽略．建议采用对称方式浇筑混凝土,提高架体整体稳定性．     

大体积承台混凝土早期表面开裂控制措施

针对大体积混凝土浇筑时因水化热作用引起的早期表面开裂问题,对比分析浇筑温度、环境温度、保温材料以及位移约束条件4种因素对混凝土表面应力的影响程度.以宁波象山港公路大桥承台为实例建立有限元模型,选取6个开裂关键部位的节点,分析这些节点的应力数值在28d龄期内随4种影响因素变化的规律.模拟分析分层浇筑和水管冷却2种降温措施对于减小混凝土表面拉应力的作用.结果表明,混凝土表面拉应力与浇筑温度呈正比,与环境温度呈反比;保温层对承台表面中心部位拉应力的影响大于边缘部位;提高模板的刚度对抗裂有利;分层浇筑和水管冷却可以不同程度地改善表面开裂状况.     

双曲线冷却塔风筒几何缺陷分析

由于施工放样原因,双曲线冷却塔风筒发生移位变形,筒壁出现初始几何缺陷,偏差超出规范允许值,造成冷却塔应力状态改变.利用冷却塔专用计算软件对冷却塔结构进行静力计算,根据计算的内力对强度进行验算,分析初始几何缺陷对冷却塔应力状态的影响,评价冷却塔结构安全性及是否需要进行加固处理,并对冷却塔后期维护提出建议.     

多层不等厚组合圆柱壳屈曲数值模拟分析

针对大型立式组合圆柱壳结构的几何特征,采用数值模拟方法分析了多层不等厚特征因素对圆柱壳屈曲临界载荷的影响.提出多层不等厚可看成是圆柱壳壳壁上的几何缺陷,在一定程度上会减弱经典圆柱壳的屈曲临界应力水平.建立数个多层不等厚组合圆柱壳的屈曲分析有限元（FEA）模型,初步分析了不同载荷工况下多层组合圆柱壳的屈曲行为,得到相应的屈曲失稳临界载荷,验证了环向应力对组合圆柱壳屈曲的影响规律.结果表明,多层不等厚特征因素可明显降低经典圆柱壳的屈曲临界载荷,其中层数和相邻圆柱壳壁厚差值对屈曲临界载荷的影响最大.     

单层双曲抛物面网壳的抗震性能

研究了单层双曲抛物面网壳的自振特性和地震反应,分析了各种结构参数包括：边梁刚度、矢跨比、跨度变化对网壳自振特性和地震反应的影响,得出了水平地震反应比竖向地震反应大的结论,并对此类结构的抗震设计提出了建议．     

氢腐蚀分层对换热器筒体承载能力的影响

为了解换热器筒体发生氢腐蚀分层后,其简体局部材料的性能发生的变化及对换热器运行中的承载能力带来的影响,采用化学成分分析、硬度测试、拉伸试验、夏比V口冲击韧性试验等方法对换热器简体材料的性能进行了分析;运用有限元分析方法计算了筒体分层处的应力分布,并探讨了裂纹尖端应力强度冈子的变化情况．研究结果表明：材料化学成分中除Mn元素的含量偏低外,其它元素含量符合国家标准;材料的硬度符合要求,材料的强度极限降低。屈强比上升．韧性明显降低．氢腐蚀分层使换热器简体材料局部劣化,破坏了材料的均匀性和连续性,破坏了简体的薄膜应力状态,产生了较大的局部应力．使换热器简体承载能力下降．     

岩棉复合保温外模板承载力及温度效应分析

为了提高建筑外围护结构施工效率及解决传统外保温系统长期存在的易脱落和易着火问题,提出了一种集保温和建筑模板于一体的岩棉复合保温外模板(RW-CIEF)体系。RW-CIEF由内到外依次为内侧加强层、岩棉保温芯材、黏结层、保温过渡层以及外侧加强层。以哈尔滨市为例,基于全寿命周期成本(life cycle cost,C_lc)确定了岩棉保温芯材的最佳厚度。采用有限元分析与理论计算相结合的方法探求了RW-CIEF在工程中的可行性,分析了RW-CIEF的抗弯性能、施工承载力及温度效应下的应力和变形,讨论了开槽形式、开槽宽度、开槽深度以及开槽间距对RW-CIEF抗弯性能的影响。结果表明：RW-CIEF的抗弯性能理论计算结果与有限元分析结果有较高的一致性;开槽处理可有效提高RW-CIEF的抗弯性能,综合抗弯性能、热工特性及加工角度,建议开槽形式选用对应开井字槽或对应开纵槽,开槽深度和宽度均为10 mm,开槽间距为150 mm;设计的RW-CIEF满足施工承载力,可保证外围护结构保温工程施工质量;由温度效应产生的最大拉应力和压应力均未超过RW-CIEF的外侧加强层承载力,反映出RW...