曲线与直线连续型钢桁架桥结构性能对比

借助有限元分析程序,对曲线和直线连续型钢桁架桥在设计荷载作用下的结构性能进行对比,并通过荷载试验对曲线型钢桁架桥受力性能进行研究．从分析结果来看,在承受相同荷载情况下,直线型钢桁架桥弯矩效应和挠曲变形皆小于曲线型,直线型桁架桥比曲线型钢桁架桥拥有更好的结构性能,安全储备比曲线型钢桁架桥要高,受力性能更突出．     

移动荷载作用下桁架桥动力响应的数值分析

为研究移动荷载作用下桁架桥的振动情况,采用有限元方法,编制了桁架桥有限元计算程序,分析了节点静力荷载和移动荷载两种工况作用下某工程中三联钢桁架桥的受力情况,计算了静力荷载作用下的节点位移和单元内力,模拟了移动荷载作用下桁架桥动力响应过程,并与MIDAS/Civil程序计算结果进行比较.计算结果表明,两种方法对静力问题求解是吻合的;在动力分析时,相对于MIDAS程序中施加的"跳跃"性节点动力荷载,所给的线性插值分配方案,使得移动荷载具有较好的连续移动性,其动力响应曲线相对缓和.     

基于叠合理论的钢管混凝土预应力连续桁架梁桥结构分析

以四川干海子钢管混凝土预应力连续桁架梁桥为工程背景,结合大桥具体的实际施工过程,将大桥主体结构视为典型的预应力叠合结构,采用有限元联合截面模拟叠合梁,对该桥35、36试验跨预应力叠合结构的施工全过程进行仿真计算,计算结果和试验结果吻合良好。结果表明:采用叠合梁模式对该桥结构进行分析的方法是可行的,接近实际。     

交错桁架结构的地震响应分析

结合交错桁架结构的特点,分别建立了混合式交错桁架、加十字支撑混合式交错桁架以及空腹式交错桁架有限元模型,并对其在多遇地震下进行时程分析,得到结构在地震时的动力响应,通过结果比较得出交错桁架的优点,并在一定程度上探讨了交错桁架结构的抗震性能。     

大跨度钢桁架连廊结构受力性能分析

以苏州中心8号和9号超高层建筑结构之间的大跨度钢桁架连廊为工程背景,对大跨度钢桁架结构受力性能进行分析.根据大跨度钢桁架连廊的工程特点,提出了大跨度钢桁架结构的计算模型,并采用SAP 2000有限元分析软件,对竖向荷载作用下各种类型钢桁架结构的内力进行了分析比较.此外分析了支座沉降作用下钢桁架结构的内力分布规律,得到了一些有益的结论,可为大跨度钢桁架安装施工监测提供技术依据.     

人行钢桁架桥动力特性及反应谱分析

为研究人行钢桁架桥动力特性及在地震作用下的动力响应,运用ANSYS对某人行钢桁架桥进行模态分析,用反应谱分析法对其进行三向激励地震响应分析,得到关键截面及桁架杆件的动力响应。分析结果表明:人行钢桁架桥较铁路钢桁架桥更易发生振动,且扭转变形出现较早;在地震反应谱作用下,人行钢桁架桥较易出现横向及竖向位移,且跨中位移响应较大,上弦杆位移响应较下弦杆大。     

某钢桁架桥静载试验研究

某港口桁架桥为新建钢结构,为保证桥梁投人运营后的长期安全,对该桥进行了检测鉴定和评估工作,用以评定桥梁的实际工作状态以及桥梁的承载性能是否符合设计.检测工作采用现场静载试验与有限元建模计算分析相结合.本文对静载试验加载方案进行了设计,包括荷载工况和测点布置,然后进行了试验荷载下的桥梁结构有限元建模计算,得到了此次静载试验的校验系数,在此基础上对静载测试结果进行了理论分析.     

空心型框架桥的力学特性分析

为获得两孔空心型框架桥的性能,本研究以某两孔铁路框架桥实际工程为背景,将桥顶板和侧板分别沿铁路走向方向和墙高度方向挖孔形成空心板.采用Midas Civil有限元分析软件建立该结构在设计荷载作用下的计算模型,分析研究桥体竖向位移和应力的变化规律,并与2～12m的原型框架桥进行比较.研究结果显示空心型框架桥在满足强度、刚度等技术要求的前提下,具有减轻结构自重、方便顶进施工、节省材料的优势.     

某大型体育场桁架拱罩棚整体稳定性分析

以青海省州德令哈市体育场桁架钢拱罩棚结构为研究对象,利用通用有限元软件对桁架拱结构进行了整体稳定性分析,同时考虑了初始缺陷、荷载作用范围及拱脚约束形式等因素对桁架拱结构整体稳定性能的影响.在对结构进行特征值分析的基础上,利用非线性有限元分析方法,通过结构的荷载-位移全过程曲线分析结构稳定性能的基本规律.结果表明:初始缺陷的选取对结构稳定性有较大影响;结构在半跨荷载作用下的稳定性比满跨时略低,在半跨荷载作用下对初始缺陷更为敏感;支座刚度的增大可适当提高拱结构的整体稳定性.     

轮式装载机湿式驱动桥壳有限元分析及结构改进

在有限元分析软件ANSYS中采用APDL语言,建立了装载机湿式驱动桥壳的有限元模型.对桥壳在垂直静力弯曲和各常见工况下作了静力学分析,得到了桥壳的变形和应力场.结果表明该桥壳结构在静载荷下整体变形较小,符合刚度要求,且结构具有相当的安全余量.根据有限元分析结果,在桥壳满足强度和刚度设计要求的前提下,对桥壳部分位置的壁厚和倒角作了结构改进,达到桥壳轻量化设计的目标,降低了桥壳的生产成本.     

某人行天桥钢箱梁结构性能检测与分析

为确保惠工路钢箱梁人行天桥的安全运营,对其进行检测及安全性分析,以判定该桥的实际工作状态。利用MIDAS-CIVIL软件对天桥进行建模分析,设计静载试验加载方案,包括测点布置和荷载工况,静载试验实测最大挠度值为10.73 mm,小于规范限值(L/600)。此外还对天桥进行了动载试验,实测一阶竖向自振频率为3.601 Hz,符合设计规范要求竖向自振频率不得小于3 Hz的相关规定。试验桥跨结构的承载能力满足设计荷载(人群荷载:4.2 kN/m2)作用下的正常使用要求。     

人行激励荷载作用机理的试验研究

人行激励荷载引发的结构振动可能导致结构使用舒适性问题.利用识别的单步荷载落足曲线建立连续步行激励荷载时程曲线用于人行桥人致振动响应分析过程中,对于人行桥人致振动使用舒适性问题研究具有重要意义.利用多维测力台数据采集和分析系统进行行人步行过程中荷载数据采集工作,然后通过关键点荷载值多项式插值方式识别出六类人行荷载模式的落足曲线,对比了各种荷载模式下的单步落足曲线,最后建立了人行荷载峰值与步频间的具体函数关系式,给出了相应的拟合曲线.     

Bending behaviour of lightweight aggregate concrete-filled steel tube spatial truss beam

A lightweight aggregate concrete-filled steel tube(LACFST) spatial truss beam was tested under bending load. The performance was studied by the analysis of the beam deflection and strains in its chords and webs. According to the test results, several assumptions were made to deduce the bearing capacity calculation method based on the force balance of the whole section. An optimal dimension relationship for the truss beam chords was proposed and verified by finite element analysis. Results show that the LACFST spatial truss beam failed after excessive deflection. The strain distribution agreed with Bernoulli-Euler theoretical prediction. The truss beam flexural bearing capacity calculation results matched test evidence with only a 3% difference between the two. Finite element analyses with different chord dimensions show that the ultimate bearing capacity increases as the chord dimensions increase when the chords have a diameter smaller than optimal one; otherwise, it remains almost unchanged as the chord dimensions increase.     

随机参数压电桁架结构的稳定可靠性分析

在有限元分析方法基础上,基于稳定特征方程对随机参数压电桁架结构进行稳定可靠性分析.综合考虑电荷载和机械荷载联合作用的机电耦合效应,以杆元的物理参数和外荷载系数为随机变量,给出了压电桁架结构失稳的安全余量的表达形式和临界荷载系数对变量求导的方法.在此基础引入随机有限元法,对压电桁架结构进行结构稳定可靠性分析.最后由算例分析了机电耦合效应压对稳定可靠性指标的影响,分析表明考虑压电材料的机电耦合效应和利用外加电压可以提高结构系统的可靠性指标.该方法对含压电材料桁架在工程实际的稳定可靠性分析提供了一个较好的方法.     

空间管桁架混凝土组合梁受弯性能试验研究

设计制作了空间管桁架混凝土组合梁,通过组合梁的试验研究,得到了荷载-跨中挠度关系曲线、组合梁沿梁长方向的挠度曲线以及组合梁跨中截面应变沿梁高变化曲线,对比有限元分析结果表明：组合梁纵向应变沿梁高近似符合平截面假定;在整个受力阶段钢管桁架和混凝土翼板共同受力性能良好;组合梁在荷载作用下的抗变形能力较强;管桁架节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;有限元模型可以真实地反映实际结构的受弯承载力和挠度发展的情况。     

大跨度钢桁拱桥的极限承载力分析

钢桁拱桥是以承压为主的结构体系,随着跨径的不断增大,其非线性效应会变得十分突出,因此研究其极限承载力并对其安全性进行准确评估就变得尤为重要。本文以主跨436m的中承式钢桁拱桥新蕉门大桥为例,运用大型有限元软件ANSYS详细分析了该桥的极限承载力,并探讨了不同荷载分布方式对其极限承载力的影响。结果表明以分支点稳定理论为基础的线弹性分析大大高估了桥梁的安全系数;与几何非线性分析结果相比较,材料非线性对此桥极限承载能力的影响较大;不同的荷载分布方式对此桥的极限承载力影响较小。     

钢腹杆PC组合梁桥抗弯性能

为研究钢腹杆PC组合梁桥的抗弯性能,开展了钢腹杆PC组合梁模型试验,研究了钢腹杆PC组合梁混凝土顶底板应变与主梁变形等随荷载的变化规律,揭示了组合梁弯曲应变沿截面高度的分布规律,得到了组合梁的破坏模式;进行了钢腹杆PC组合梁有限元参数分析,探讨了主梁高跨比和偏载效应对钢腹杆组合梁抗弯性能的影响;提出了钢腹杆PC组合梁截面开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩计算方法。研究结果表明：钢腹杆PC组合梁桥的破坏过程包括弹性阶段、开裂弹性阶段、弹塑性阶段和失效阶段。在弹性阶段和开裂弹性阶段,钢腹杆PC组合梁截面顶底板变形满足“平截面假定”。钢腹杆PC组合梁跨中截面的变形与应力随高跨比的增大而减小。对于自重较小的钢腹杆组合梁桥,偏载对组合梁变形与应力的影响较大,且变形与应力增大系数随高跨比的增大而增大。与有限元和试验结果相比,本文提出的钢腹杆PC组合梁开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩的计算方法具有较高的精度。     

双环可展桁架结构动力学分析与试验研究

基于广义逆矩阵方法分析双环可展桁架的运动过程,通过数值仿真,得出双环可展桁架在展开过程中的各个状态.经过对比分析可知,对于大口径天线,双环可展桁架的刚度可以比同口径单环可展桁架明显增加.利用上述仿真程序输出的几何模型,进一步对50m双环可展桁架原型建立有限元模型,并进行展开过程中各状态的振动模态分析.对2m天线试验样机采取悬挂法消除重力影响并进行振动模态试验,且将其与有限元计算结果对比,结果表明两者的频率较为接近,验证了有限元动力学分析的正确性.     

基于桁架结构的大型四通设计

桁架结构以其优良的空间性能,已经成为发展最快的一种空间结构型式,它利用标准元件灵活组装,降低了加工制造的难度;充分利用元件的截面特性,在满足承载的前提下,能够在很大程度上降低构件的重量。本文针对大型天文望远镜的主承载平台——四通,设计了以矩形钢管作为骨架的新型桁架式结构,构件重量比传统结构减轻了40.3%,同时降低了加工制造的难度。通过有限元分析比较,桁架结构的承载能力能够满足使用要求。