矩形钢管混凝土构件纯扭力学性能及设计研究

建立矩形钢管混凝土受扭构件的有限元模型,利用现有试验数据验证了该有限元模型的正确性.利用该模型分析矩形钢管混凝土构件的荷载分配比例、组合效应对钢管和混凝土力学性能的影响规律,以及截面高宽比对矩形钢管混凝土构件刚度、承载力和混凝土抗剪强度的影响规律.基于塑形力学原理和机理分析,提出矩形钢管混凝土构件抗扭承载力的简化设计公式.该公式和现有计算公式的精度得到了81个典型有限元算例和现有试验数据的验证.     

钢筋混凝土矩形截面复合受扭构件的软化桁架模型解

本文探讨用软化桁架模型分析钢筋混凝土矩形截面复合受扭构件。将其内力和变形关系分成开裂前和开裂后两阶段,开裂前按弹性工作状态计;开裂后用不等厚薄壁箱形截面代替矩形截面,用折减剪力的办法考虑核心混凝土的抗剪作用,使之与抗扭的桁架模型相协调。文未据此编制了矩形截面复合受扭构件全过程分析程序,并将计算结果与实测值作了比较.     

钢纤维高强砼构件纯扭试验

通过钢纤维高强砼矩形截面构件的受扭试验 ,着重探讨了钢纤维对纯扭构件抗扭性能的影响 .并基于试验 ,提出开裂扭矩和极限扭矩的计算公式     

椭圆钢管混凝土受扭性能及抗扭承载力计算

为研究椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算,文章通过ABAQUS建立了椭圆钢管混凝土受扭构件的理论分析模型,开展了椭圆钢管混凝土构件受扭性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、截面含钢率、截面面积和长短轴比,揭示了椭圆钢管混凝土构件在纯扭状态下的受力机理,提出了椭圆钢管混凝土纯扭构件的抗扭承载力简化计算公式。研究结果表明:椭圆钢管混凝土构件的抗扭强度承载力随着钢材强度、截面面积和含钢率的增大而增大;椭圆钢管混凝土构件的扭矩(T)-转角(θ)曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性强化阶段,表现出良好的塑性性能;提出的椭圆钢管混凝土构件抗扭强度承载力公式可用于椭圆钢管混凝土设计中。     

钢筋混凝土箱形截面构件的抗扭设计及其简化

钢筋混凝土箱形截面构件在工程实际中应用比较广泛，但《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对受扭构件的设计只介绍了矩形截面，而对箱形截面无专门规定。本文通过大量的计算机计算、分析，提出了箱形截面构件的抗扭计算方法及其简化规律。     

钢筋混凝土T形扭构件强度计算及可靠度分析

本文根据实验和理论分析,提出将T形纯扭构件分成腹板和翼缘两个相互交叉的矩形截面的计算模型,并用它对T形构件出裂后工作性能进行了全过程分析。电子计算机运算结果与52个试验结果符合。运用同样方法,对L形及I形纯扭构件进行分析,亦获得较满意的结果。文中还阐述了翼缘挑出长度对T形构件极限扭矩的影响。最后提出了T形构件抗扭强度实用计算公式,并进行了可靠度分析。     

矩形截面超筋受扭构件的极限扭矩

本文以空间桁架理论建立的计算公式为基础,对影响超筋受扭构件抗扭强度诸因素作了进一步的分析,提出了极限扭矩的实用计算公式。实验和理论分析表明:构件的配筋率及截面尺寸是影响超筋受扭构件抗扭强度不可忽视的因素,本文提出的实用计算公式考虑了这些因素的影响。     

矩形钢管混凝土构件剪切性能研究

为研究矩形钢管混凝土构件的剪切性能,建立矩形钢管混凝土构件受剪的有限元模型,并采用现有的试验数据对该模型进行验证.利用该模型进行机理分析和参数分析,分析剪应力的分布规律,并分析截面高宽比、截面尺寸和约束效应系数对核心混凝土抗剪强度的影响规律.研究结果表明:钢管的剪力主要由钢腹板承担;随着钢管约束效应系数的增大,核心混凝土的抗剪强度明显提高;截面高宽比和截面尺寸不影响核心混凝土的抗剪强度.在参数分析和机理分析的基础上建议了矩形钢管混凝土构件抗剪承载力的简化计算公式.     

钢管混凝土哑铃型截面构件扭转试验及抗扭刚度分析

分析了钢管混凝土哑铃型截面构件的约束扭转试验及抗扭刚度参数,结果表明,钢管混凝土哑铃型截面构件有较好的扭转弹塑性;增加腹腔宽度可增强哑铃形构件的抗扭性能,增加截面高度对于增强构件抗扭承载力影响不大;哑铃型截面抗扭刚度为钢管、管内混凝土、腹腔混凝土三部分抗扭刚度之和,腹腔混凝土抗扭刚度所占比重较小,可以忽略.     

高强混凝土纯扭构件强度、刚度研究

通过24根矩形截面高强混凝土构件的纯扭拭验，表明高强混凝土纯扭构件的破坏机理与普通混凝土构件相似．但其脆性特征更明显，钢筋应力不均匀性也较大．本文建立了高强混凝土构件开裂扭矩，极限扭矩及抗扭刚度计算公式，计算值与实测值吻合良好．文中还证明软化空间桁架理论适用于高强混凝土纯扭构件的计算分析．     

Autolisp语言在铁路隧道断面超欠挖分析中的应用

利用autolisp语言编程能实现铁路隧道实测断面轮廓线的自动生成,快速并准确判别断面超欠挖状况并及标注超欠挖值,这样极大的提高了隧道断面超欠挖分析的人工效率同时有较好的实用性和推广性.     

新型六杆四面体扭网壳的构形、静力和稳定性能

提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰接六杆四面体单块扭网壳作了静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明上弦杆全部受压,下弦杆全部受拉,腹杆除周边一、二圈局部杆件受压外大部分也都受拉,各类杆件内力变化幅度很小,有利于杆件截面选配,提高材料的利用效率.结构的整体刚度好,结构的双非线性稳定系数对比于相应特征值屈曲系数降幅很小,用钢指标优越.这类网壳结构在两种网格抽空方式的单块扭网壳、三种形式的四块组合型扭网壳和一种两块组合型扭网壳中有推广应用的前景.     

高层建筑的扭转风荷载功率谱密度

利用高频天平技术，在四种不同风场中对13种不同尺寸的矩形超高层建筑的刚性模型进行了风洞试验，测量了这些模型的基底扭矩，即一阶广义扭转风荷载，考察了风场类型、模型长细比、厚宽比对高层建筑扭转广义风荷载谱的影响，并拟合出一个以风场类型、模型长细比、厚宽比为参数的高层建筑扭转广义风荷载谱的闭合表达式．通过与国外有关文献给出的结果的对比，验证了拟合公式的精度．     

钢管混凝土(单圆管)约束扭转试验研究

进行了钢管混凝土构件的约束扭转试验以及空钢管和素混凝土构件的抗扭对比试验.试验结果表明,在钢管混凝土构件的约束扭转受力过程中,钢管与核心混凝土能够协调变形,表现出良好的约束效应和弹塑性形变规律.钢管混凝土的约束抗扭承载力大于相应尺寸的空钢管和素混凝土抗扭承载力的代数和,为计算其约束抗扭承载力提供了依据.     

长骨纵向缺损对其扭转刚度和应力分布影响

为研究临床上开窗对长骨力学性质的影响，建立了一个股骨中段的外侧皮质带有矩形缺损的力学模型；采用有限元方法，计算了骨缺损的宽度为股骨外径(D)0．1～0．3倍、长度为股骨外径1～5倍时．股骨的扭转刚度和应力分布．计算结果表明：骨缺损长度为D时．对股骨扭转刚度和剪应力分布的影响较小；骨缺损长度从2D增至4D时扭转刚度急剧减小．而且剪应力的最大值位于骨缺损中心．研究认为临床骨科手术中长骨开窗的尺寸应控制在小于3D～4D．且术后应避免长骨承受扭转力的作用．     

弯曲矩形板的广义位移解

本文引入了广义支承边的概念,给出了弯曲矩形板的广义位移解。从广义位移解可导出在各种载荷作用下具有各种边界条件矩形板的弯曲位移公式。因此,今后对矩形板的弯曲位移无需再行求解,为获得它们只需对广义位移解进行简化即可。广义位移解是编制弯曲矩形板通用程序的理论基础.     

弹/粘塑性圆柱内剪切波的二维数值解

提出了一个根据沿次特征线积分原理求解二维弹／粘塑性剪切应力波传 播问题的数值方法，并计算了呈非线性分布的动剪应力载荷作用于圆柱体一 端时圆柱体的应力波传播问题．弹性剪切波问题的数值解与精确解相符．利 用统计总能量的方法考察和讨论了数值解法的稳定性和收敛性．     

不同曲率下预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形分析

桥墩横向变形是曲线连续刚构桥产生径向位移和扭转变形的主要原因,为探究预应力斜墩对曲线连续刚构桥施工过程变形的影响规律,通过矩形斜墩在曲梁偏压和桥墩预应力作用下墩顶横向位移和转角计算公式的理论推导,阐释了预应力斜墩在曲线连续刚构桥悬臂施工过程中变形的主要规律;以实际工程为背景,通过不同曲率半径的曲线连续刚构桥数值模拟分析,研究了曲率半径对该类桥梁各施工荷载作用下空间变形的影响规律.结果表明:斜墩的斜腿构造和预应力对减小曲梁的径向位移和扭转变形作用明显;最大悬臂状态曲梁的径向位移和扭转变形由悬臂根部向悬臂端先增大后减小,且峰值随曲率半径的减小而向桥墩靠近;直线连续刚构桥的径向位移和扭转变形产生于桥墩的横向变形,而曲线连续刚构桥还包含了曲梁自身的径向位移和扭转变形.预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形复杂,桥梁施工控制尤其需要关注其径向变形和扭转变形.