无粘结预应力板-柱结构抗连续倒塌模式研究

目的研究无粘结预应力混凝土板-柱结构的抗连续倒塌模式,为钢筋混凝土板柱结构防连续倒塌设计提供参考.方法采用有限元软件ABAQUS对一栋8层的无粘结预应力板-柱结构进行连续倒塌分析,探讨在柱失效工况和板-柱节点失效工况下板、柱以及板-柱节点的应力状况.结果两种失效工况下都以普通钢筋和预应力筋被拉断,板受拉薄膜力失效而宣告破坏;不同失效工况的板面破坏呈现模式存在差异,柱失效体现为屈服线破坏,节点失效体现为冲切裂缝破坏.结论在节点失效工况的初期,从增长速度上来说,无粘结预应力板柱结构普通钢筋和预应力筋应力增长速度较快,在连续倒塌前增长速度较慢;而柱失效工况则与之相反,在柱失效后的初始阶段,失效柱所在跨内其他节点处普通钢筋和预应力筋的应力增长速度较慢,随着连续倒塌极限状态的临近,增长速度逐渐加快.     

变化截面复合材料箱型结构后屈曲性态分析

采用以大变形板壳理论为基础的非线性有限元分析方法，对复合材料盒段的屈曲，后屈曲性态，应力分布及破坏过程作了比较详尽的研究，通过对4种典型截面段结构的分析计算，指出了线性屈曲理论的局限性和采用非线性理论对研究实际结构屈曲性态和破坏载荷的必要性，同时讨论了箱型盒段中腹板的布置，腹板和加筋对后屈曲性态的不同影响。     

钢筋混凝土框架结构地震失效模式的搜索与改善

为了改善钢筋混凝土框架结构的抗震性能,利用OpenSees软件建立了一个十层三跨的钢筋混凝土框架纤维模型.首先,对比分析了现浇楼板效应对结构抗震性能的影响.结果表明,现浇楼板的存在可增大柱的转动,减小梁的转动,削弱设计时强柱弱梁的效果,从而改变了梁与柱达到屈服状态和极限状态的先后顺序.然后,根据结构失效准则,利用Pushover方法搜索出结构地震失效模式.最后,采用3种不同的改善方案对结构进行重新设计,通过加强局部构件来改善结构地震失效模式.研究分析表明,改善结构的不同部位能提高结构的弹塑性刚度和延性,改变地震失效模式,提高抗震性能.结构地震失效模式的搜索与改善能有效揭示建筑结构地震弹塑性发展和破坏倒塌规律,为建立结构整体抗震能力分析理论提供依据.     

顺层双层岩质边坡屈曲性态研究

视顺层双层岩质边坡为叠梁结构,以其地质背景及力学作用机制为依据,分析了双层岩质边坡变形破坏机理,抽象出岩梁结构简化分析模型.利用梁板屈曲理论,探讨了叠梁的屈曲性态和分叉特性,建立了岩层结构的灾变判据.分析表明,对于顺层双层岩质边坡,这种计算模型和判据更接近实际情况,为边坡稳定性分析提供了一种理论依据.     

点蚀损伤船体板屈曲强度评估的工程应用

通过分析共同结构规范中屈曲强度评估公式,得出评估所需的主要参数为单一载荷作用下板的屈曲强度.针对点蚀损伤船体板进行系列屈曲强度有限元数值分析,继而通过统计学方法分析得到基于腐蚀体积的单一载荷作用下点蚀损伤船体板屈曲强度计算公式.基于实船腐蚀损伤检测参数,采用统计学方法分析检测参数与腐蚀体积的关系,并编制相应的计算程序得到船体板的腐蚀体积,将其代入已得到的屈曲强度计算公式,并进一步应用到规范屈曲强度评估公式中即可完成点蚀损伤船体板屈曲强度评估.此评估方法在规范公式基础上,结合了实船腐蚀损伤检测参数,充分体现了腐蚀损伤对船体结构屈曲强度的影响,且所有评估参数在工程分析中均可得,评估方法简单,适用于船舶结构强度安全评估的工程分析.     

Q420钢U肋加劲板轴压承载性能试验研究

对4个缩尺比1∶2的Q420钢U肋加劲板进行轴压承载性能试验,分析U肋加劲板极限承载力、破坏形式以及破坏机理。结果表明：4个U肋加劲板极限承载力均达到全截面屈服承载力;受压U肋加劲板的破坏形式分为局部屈曲、整体屈曲和合成屈曲破坏3种;极限状态下,受压U肋加劲板在达到极限承载力前发生局部屈曲,最后发生整体屈曲导致板件破坏;通过板件柔度确定的最易发生屈曲的板件位置与实际破坏位置基本一致,说明板件柔度能够预测U肋加劲板在极限状态下的破坏位置。     

自锚式梁下斜张简支桥梁破坏模式试验与数值研究

为研究自锚式梁下斜张简支桥梁的破坏模式和机理,进行了10m跨径简支试验梁的荷载试验与三维有限元精细化模拟分析,并对斜张索截面面积、撑杆高跨比及主梁的截面形式等参数对破坏模式的影响进行了分析.结果表明,试验梁破坏模式为梁下斜张索屈服断裂.主梁进入塑性后其抗弯刚度降低,结构的卸载效率值提升,使得斜张索索力随外荷载的增长斜率增大,主梁荷载弯矩随外荷载的增长斜率减小,而主梁的抵抗弯矩提升较快,从而产生了上述破坏模式.参数分析表明,增大索截面面积和降低撑杆高跨比将使得结构发生主梁先压溃而斜张索未屈服的另外一种破坏模式.主梁长细比较大的板梁结构的破坏模式与模型试件相同,所能承受的最大跨中荷载略低于试验梁,其材料成本低于工字型梁结构.     

钢筋黏结退化的空间分布对RC梁受剪性能影响

为了分析钢筋黏结退化区段的空间分布对钢筋混凝土(RC)结构承载机制和破坏形态的影响,对10根模拟完全黏结失效的RC梁进行实验研究.从荷载挠度关系曲线、箍筋屈服举动、裂缝进展情况以及构件破坏形态出发,利用桁架和拱理论分析了纵向受拉钢筋不同区段的黏结退化及不同锚固形式箍筋的黏结退化对RC梁抗剪性能的影响.研究结果表明:纵向受拉钢筋的端部区域黏结失效比跨中区域黏结失效更为危险,破坏模式呈脆性,且承载能力有较大幅度的下降;端部黏结失效导致的上述影响在剪跨比较大梁中尤为明显;箍筋形式对梁的最终承载力影响不大,但相对于开口型箍筋,闭合型箍筋对斜裂缝开口进展有更好的限制作用.     

聚合物挤胀成型失效行为及成形区域的研究

文中通过分析聚合物挤胀成型过程中出现的主要的失效行为,包括屈曲、褶皱和胀破等模式,研究了不同失效形式的原因及有效避免失效行为的措施。通过理论分析聚合物管坯在成形过程中的屈曲、屈服行为,确定了聚合物挤胀成型的成形区域,为确定合理的挤胀成型工艺和避免各种失效行为奠定了理论基础。     

分离式竖向加劲板钢管混凝土柱-梁节点的抗震性能

为了研究分离式竖向加劲板钢管混凝土柱-梁节点的抗震性能,对7个节点试件进行了在柱顶施加恒定轴压力、梁端施加往复荷载的试验。通过对试验数据分析,得到了各个试件的荷载-位移曲线、骨架曲线、应变曲线、强度和刚度退化规律、延性等结果。试验观测到节点发生3种破坏模式:梁翼缘在加劲板短边附近受拉破坏;梁翼缘和加劲板间焊缝受剪破坏;与加劲板连接处的钢管壁受拉破坏。在屈服线理论的基础上,提出了与加劲板连接处钢管壁受拉破坏模式下的塑性机构模型。根据虚功原理推导出了该模式下的屈服荷载计算公式,计算公式与试验结果吻合较好。将推导出的公式与典型的3种破坏模式计算公式相组合,可以准确地预测节点最终破坏模式。     

高拱坝剪滑失效概率研究

利用故障树分析法对高拱坝进行风险分析..研究表明,上游溃坝和大面积山体滑坡等产生的高水位、强冲力的洪水是造成高拱坝剪滑垮坝的原因.根据剪滑溃坝机理建立了高拱坝剪滑失效模式的状态函数,该状态函数包含压应力、切应力、摩擦系数以及粘结力系数等4个非完全独立的随机变量,且具有非线性特征.应用统计推理和假设检验方法分析得知,压应力与切应力随机变量呈极值Ⅰ型分布,摩擦系数与粘结力系数随机变量呈对数正态分布.在将部分相关的极值型与对数正态分布随机变量转换为独立、正态随机变量的基础上,利用二阶矩法计算得到某高拱坝的剪滑失效概率为10-5量级.     

船体结构中受压矩形板计及残余应力影响的平均应力-平均应变曲线

在用简化方法计算船体的总纵极限弯矩时需要掌握四周支承在骨架上的矩形板包括后屈曲及后崩溃阶段非线性性能在内的完整的平均应力－平均应变关系,采用Ｇｏｒｄｏ和Ｇｕｅｄｅｓ Ｓｏａｒｅｓ提出的利用经验公式的方法导出了受压矩形板的平均应力－平均应变关系,着重讨论了焊接残余应力的影响,在分析板受压时各阶段板内应力分布的基础上,根据静力平衡条件提出了一个生成计及残余应力影响的平均应力－平均应变曲线的近似方法。     

套管抗挤强度分析及计算

为提高套管挤毁压力预测精度,应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析,研究了外径不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响。分析结果表明,径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要因素,不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同位置组合进行了模拟分析。结果表明,数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时,套管的挤毁压力相差很大。最后提出了一个套管抗挤强度计算公式,计算简单,精度可满足工程要求。     

船体梁静水弯矩的统计分析

由装载状态决定的船体梁静水弯矩为－随机变量，其统计特征可利用随机模拟原理予以探讨，即按随机取样方法组成多种装载方案，用综合静力程序计算出相应的弯矩和吃水，再由计算结果确定其统计特征值．分析表明，此弯矩随装载的变化近似于正态分布律，并具有与船体中剖面模数或钢材屈服极限同样显著的变异系数。     

板梁组合结构破损过程研究

计及结构的几何与材料非线性，利用梁、膜单元的切线刚度矩阵和位移增量迭代方法，研究了工字梁剖面塑性化过程以及简单梁、交叉梁和板梁组合结构在静横向载荷下的弹塑性变形、卸载和撕裂过程，通过计算机数值模拟，对若干典型问题进行了计算分析，观察了能量吸收和刚度与变形的关系，以便为船舶极限强度及碰撞内部机理研究提供分析工具．     

夹板式单层玻璃板压弯组合承载性能试验研究

为了研究不同的夹板约束对玻璃板在压弯组合作用(面外受弯和面内承压)的加载全过程中应力和位移的发展,以及压弯组合的作用机理,以试验为基础,结合有限元方法,给出了荷载位移和最大主应力荷载的全过程曲线以及面外极限荷载和面内极限剪力;通过试验数据验证了有限元方法的有效性;求得了各类荷载下应力的控制点。研究表明,夹板约束玻璃板在加载的全过程中,小变形条件下其位移和应力都随着荷载的增长而线性增长,表现出明显的脆性破坏的特征;在压弯组合作用下,两者的作用效应是独立的,它的破坏状态可以用极限面外荷载和极限面面内剪力关系图中围成的矩形区域来判断。     

考虑脱层损伤模式的复合材料船体梁极限强度分析

基于复合材料三维Hashin破坏准则和相应刚度退化理论,使用基于强度理论的脱层损伤预测方法,分析了复合材料船体梁中垂和中拱状态下考虑脱层损伤模式的总纵极限强度. 提出使用折减因子对不考虑脱层的复合材料船体梁极限强度进行折减,以获取考虑脱层损伤模式的复合材料船体梁总纵极限强度的计算方法.     

MY准则解线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

用平均屈服(MY)准则,对受线性和均布载荷共同作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了2种载荷形式下极限载荷的解析解.两解析解均为圆板半径a,切向应力最大点半径r0以及极限弯矩的函数.第一种形式的计算结果与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,MY准则预测的极限载荷居二者中间,并靠近Mises解.另外还讨论了圆板半径对切向应力最大点半径的影响规律.     

破损舰船剩余承载能力分析

为对破损舰船剩余承载能力进行评估,采用Smith方法,给出了一种基于材料机械特性、板厚尺寸、破口尺寸等多种不确定性因素的破损舰船剩余承载能力的计算方法.对Reckling 23的仿真结果证明了该方法的准确性.实船条件下对不同破口位置和横倾角的剩余承载能力的计算表明:材料屈服限的变异性对破损舰船剩余承载能力的变异性影响最大,底部破损对其剩余承载能力的折减影响较大,横倾角的改变也将影响破损舰船的剩余承载能力.