箱型梁附加挠度与剪力滞效应的一维有限元分析

当前箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元法对剪力滞函数的处理存在局限性,而且剪力滞系数难以准确反映翼缘截面剪力滞效应及其变化规律。为此,利用箱梁附加挠度代替剪力滞函数建立箱梁翼缘的纵向位移函数,并根据能量变分原理建立控制微分方程并识别了其中的待定参数。以箱梁挠度、附加挠度及其一阶导数作为单元节点位移参数,提出了箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元法,给出了箱梁的自然边界条件和强迫边界条件。基于箱梁挠度和附加挠度定义了新的剪力滞系数,分析了不同支撑条件对箱型梁剪力滞效应的影响。算例分析证明了该方法的有效性,且具有较高的计算精度;与传统的基于应力的剪力滞系数相比,基于挠度的剪力滞系数能够更加准确地反映箱型梁截面的剪力滞效应及其分布规律。     

高性能混凝土的氯离子扩散及服役寿命研究

通过快速氯离子扩散试验测试了不同矿物掺和料高性能混凝土和普通混凝土的电通量,分析计算了氯离子扩散系数和钢筋锈蚀的临界氯离子浓度;利用边界元法计算了普通混凝土和高性能混凝土的服役寿命.结果表明:基于边界元法的氯离子扩散场计算长度理论及数值分析模型能很好预测混凝土的服役寿命.三掺粉煤灰、硅灰和矿渣高性能混凝土其耐久性优于单掺粉煤灰高性能混凝土,具有最佳抗氯离子扩散能力.     

混凝土氯离子提取液中氯离子含量测定方法研究

分析了常用的混凝土氯离子提取液中氯离子含量的测定方法,对普通佛尔哈德化学滴定法进行了改进,并将该方法与普通佛尔哈德化学滴定法和电位法进行对比.研究发现,电位法操作简单、用时较短,可以用于工程中氯离子的快速测定,但由于其精度较低,不适合用于对混凝土氯离子提取液中氯离子含量的精确分析;利用改进佛尔哈德化学滴定法测定标准溶液中氯离子含量在10 mg/ml以下时的误差小于1%,与普通的佛尔哈德化学滴定法相比,改进的佛尔哈德化学滴定法具有更高的测定精度,适用于混凝土氯离子提取液中氯离子含量的精确分析.     

混凝土恒电压RCM测试方法的边部效应研究

恒电压RCM试验时混凝土试块中氯离子扩散深度存在明显的边部效应,影响氯离子扩散系数测试结果的准确性。鉴于此,开展了68组混凝土试块的恒电压RCM试验,定义了试块测点上氯离子扩散深度的标准值,利用数理统计方法定量分析了边部效应对氯离子扩散深度及氯离子扩散系数的影响,确定了边部效应的影响范围,进而通过回归分析建立了内部氯离子扩散系数与全截面氯离子扩散系数之间的关系模型。研究表明,边部效应的影响范围为试块周边外表面延伸至试块内部10 mm的区域;传统的未排除边部效应影响的恒电压RCM测试结果会高估混凝土的氯离子扩散系数;内部氯离子扩散系数与全截面氯离子扩散系数之间具有较强的相关性。     

水电站输水系统明钢管可靠度评估

目前水电站明钢管可靠度评估主要结合跨中管壁部位进行计算,但并未充分反映其他部位对结构可靠性的影响。为此需考虑钢材强度参数、静水压力、水锤和焊缝系数的随机特性,建立水电站明钢管跨中管壁、支承环近旁管壁边缘、加劲环及其近旁管壁、支承环及其近旁管壁4个基本部位的强度安全功能函数,给出了基于JC法的管道结构可靠度评估方法。按当前设计方法确定的明钢管结构,加劲环及其近旁管壁和支承环及其近旁管壁的可靠指标低于目标可靠指标,不能充分保障结构强度安全,存在局部失效的风险。     

临时支撑卸载冲击对施工中弦支穹顶结构性能的影响研究

临时支撑卸载安全性是弦支穹顶结构等半刚性结构施工的关键因素之一。基于此背景,本文针对标准弦支穹顶结构提出了卸载冲击荷载下结构的失效判别准则,采用该判别准则,结合ANSYS有限元软件针对临时支撑不同卸载速率对结构动力稳定性能的影响进行分析,研究发现采用直接卸载时,存在一定安全风险,且临时支撑卸载不当可能引起结构失效;提出了不利速率条件下结构失效模式及相应的预警参数;对某大跨度弦支穹顶结构的卸载失效模式和机理进行了研究,验证了本文所提方法可行、有效。     

混凝土结构中氯离子扩散分析的精细积分法

针对混凝土结构中氯离子扩散分析有限元模型存在的问题,为了去除氯离子扩散场半无限大假设及其对计算精度的影响,利用误差函数确定了氯离子扩散场的补偿长度及补偿系数,进而利用精细积分技术研究建立了混凝土中氯离子扩散分析的精细积分有限元法,定义了氯离子扩散矩阵和氯离子分布矩阵,研究了集中分布矩阵和一致分布矩阵对计算结果的影响。算例分析结果表明,该方法计算结果与解析解之间吻合很好,能够有效提高有限元法分析混凝土中氯离子浓度分布和扩散过程的计算精度、计算效率及算法稳定性。     

基于系统可靠度的明钢管整体安全性研究

参数随机性对水电站压力钢管结构安全有重要影响,目前压力钢管可靠度分析主要依据基本部位的构件可靠度进行,未能从系统可靠度角度全面把握压力钢管的整体安全性.文中考虑明钢管各基本部位之间的相关性,提出了由4个基本部位构成的串联系统,采用二阶界限法分析典型明钢管工程实例的系统可靠度,识别明钢管系统失效的控制部位,并研究了随机变量对明钢管系统可靠度的影响.研究表明:按现行规范设计的平直管道和倾斜管道,支承环及其近旁管壁是明钢管系统失效的控制部位;随机变量均值对明钢管系统可靠度的影响显著,需在设计、施工和运行各环节中严格控制均值波动范围,提高结构的整体安全性.     

海洋潮汐区混凝土表面氯离子浓度的时变规律及多因素模型

针对现有模型无法合理考虑胶凝材料种类和暴露时间对潮汐区混凝土海洋环境作用的耦合影响,基于631组海洋潮汐区野外暴露试验数据,本研究建立了海洋潮汐区混凝土表面氯离子浓度的多因素时变模型。首先分析了暴露时间和材料因素对表面氯离子浓度的影响规律,然后通过引入时间系数和稳定系数修正表面氯离子浓度的多因素模型,进而根据两阶段非线性回归分析确定待定模型参数,从而建立了一种能够综合考虑胶凝材料种类和暴露时间耦合影响的潮汐区混凝土表面氯离子浓度多因素时变模型,最后通过与潮汐区野外试验数据和现有计算模型的对比分析,验证表明该模型能够综合考虑水胶比、胶凝材料种类和暴露时间等因素的耦合影响,具有广泛适用性。     

基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解

在给定时间内,氯离子在混凝土中的扩散深度是有限的,因而当前基于半无限扩散域的Fick第二定律的解析解存在缺陷.利用等比级数研究建立了氯离子扩散和浓度分布的解析解,建立了氯离子扩散深度的解析表达式,同时也证明了氯离子扩散场计算长度的合理性.算例分析表明,提出的基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解具有较高的精度,且计算简...