钢筋混凝土梁长期荷载下挠度近似计算方法

长期荷载作用下钢筋混凝土梁的挠度受荷载、混凝土收缩及徐变等多种因素影响,其变形是非线性的。本文用梁开裂后的“平均”截面,提出了近似计算方法。求解变形时,受压区取“平均”截面中的２／３面积,并考虑应力均匀分布,受拉区考虑了钢筋对混凝土变形的约束作用。     

长期荷载作用下钢-混凝土组合梁的挠度计算与分析

为科学合理计算钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考虑钢梁与混凝土桥面板层间滑移效应、钢-混组合梁全截面剪切变形及混凝土桥面板收缩徐变的影响,运用能量变分法推导出钢-混组合梁挠度计算的控制微分方程.引入均布荷载作用下简支和两跨连续钢-混组合梁的自然边界条件,求解出了钢-混组合梁在这两种边界条件下的挠度计算公式.计算公式的可靠性得到了实测值和有限元值的验证.研究结果表明:考虑剪切变形与层间滑移后,两跨连续钢-混组合梁跨中最大挠度计算值相对于初等梁理论增大37.4％,而同时考虑混凝土收缩徐变后其挠度计算值增大58％;简支钢-混组合梁考虑混凝土的收缩徐变后挠度计算值相对于初等梁理论增大1.55倍,可见混凝土的收缩徐变效应对钢-混组合梁的挠度影响较大.研究成果可为实际工程中钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度计算提供理论依据.     

长期荷载作用下钢-混凝土组合梁的挠度计算与分析

为科学合理计算钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考虑钢梁与混凝土桥面板层间滑移效应、钢-混组合梁全截面剪切变形及混凝土桥面板收缩徐变的影响,运用能量变分法推导出钢-混组合梁挠度计算的控制微分方程.引入均布荷载作用下简支和两跨连续钢-混组合梁的自然边界条件,求解出了钢-混组合梁在这两种边界条件下的挠度计算公式.计算公式的可靠性得到了实测值和有限元值的验证.研究结果表明:考虑剪切变形与层间滑移后,两跨连续钢-混组合梁跨中最大挠度计算值相对于初等梁理论增大37.4％,而同时考虑混凝土收缩徐变后其挠度计算值增大58％;简支钢-混组合梁考虑混凝土的收缩徐变后挠度计算值相对于初等梁理论增大1.55倍,可见混凝土的收缩徐变效应对钢-混组合梁的挠度影响较大.研究成果可为实际工程中钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度计算提供理论依据.     

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.     

长期荷载作用下再生混凝土梁徐变性能试验

为研究再生混凝土足尺梁长期变形规律,共设计制作了6根再生混凝土足尺梁.试验梁经过了750d的长期稳定加载,通过在三分点和跨中分别布置百分表得到梁的挠度变形随时间变化的关系曲线.试验分析了不同骨料取代率对挠度的和徐变系数的影响.还进行了初始挠度分析,比较了中国规范和美国规范初始挠度计算的差异,得到再生细骨料的掺入会使再生混凝土梁刚度大幅降低,初始挠度过大,设计时应予以特别注意.试验对不同骨料取代率下再生混凝土梁挠度、徐变系数进行了非线性拟合分析,结果表明试验值与计算值较为相符,可作为今后再生混凝土梁长期变形计算的参考依据.     

纤维聚合物筋混凝土梁正截面性能的研究

试验研究表明,纤维聚合物筋混凝土梁荷载挠度曲线以截面初裂为界限点分为两个线性阶段.正截面开裂前,荷载挠度曲线基本为线性,截面刚度较大;正截面开裂时,裂缝先在纯弯段出现,荷载挠度曲线出现转折点.随着荷载增加,纯弯段正裂缝发展,剪跨段斜裂缝产生并向梁的受压区加荷点扩展,梁的刚度较截面开裂前减少,荷载挠度曲线基本为线性直到梁破坏.在试验研究的基础上,探讨了纤维聚合物筋混凝土梁的非线性全过程数值分析方法,用计算机模拟了试验梁的跨中弯矩-挠度关系曲线,并用试验数据进行了验证.     

受硫酸盐腐蚀的锈蚀型钢混凝土梁抗弯刚度研究

型钢混凝土梁可能同时出现型钢锈蚀、混凝土受硫酸盐腐蚀的情况,为了研究此情况下的适用性问题,进行了四种不同情形(硫酸根离子浓度为0%、3%、6%、10%;型钢因锈蚀引起的失重率分别为0%、12%、28%、36%)下型钢混凝土梁受弯变形性能的试验研究。对各型钢混凝土梁进行了三分点处的集中加载,测得跨中挠度-荷载曲线与挠曲线,分析了延性性能的变化。结果表明,当混凝土受硫酸盐腐蚀及型钢锈蚀程度逐步加深时,跨中挠度-荷载曲线的非线性段逐步提前出现,梁的延性逐步增大,极限挠度值逐步降低,梁的抗弯刚度B_s也下降。进一步分析了出现这些规律的主要原因,并基于跨中挠度-荷载关系获得了梁短期抗弯刚度B_s的确定方法,可用于适用性中变形条件的验算。     

缓粘结预应力混凝土T梁预应力效应分析

进行了2根预应力混凝土T梁的长期试验,通过对2种不同预应力施工工艺的混凝土梁在预应力施加后21 d的观测,研究了混凝土梁的跨中应变、预应力损失、挠度等方面的内容并进行了对比,在叠加法的基础上提出了计算存梁期间预应力混凝土简支梁挠度的理论方法.试验结果表明,缓粘结预应力梁与普通预应力梁的实测应变、挠度值发展规律基本相同.通过计算值与理论值的分析比较,验证了本试验理论计算的可靠性和精度,表明缓粘结预应力梁在存梁期有着与普通预应力混凝土梁相同的预应力效应.     

空腹桁架梁-空腹夹层板楼盖的静力性能分析

空腹桁架梁-空腹夹层板是一种新型空腹夹层板,为研究其在静力作用下挠度变化,采用参数化建模分析,通过改变混凝土板厚度、空腹桁架梁及空腹夹层板上下肋刚度、剪力键和边柱刚度、跨高比等,建立94个有限元模型,得出这些因素对楼盖挠度的影响程度。研究表明,混凝土楼盖厚度增加,楼盖挠度先增加后减小;空腹桁架梁上下肋刚度与挠度近似呈线性变化;剪力键和边柱的刚度与挠度呈非线性变化,且随着刚度增大其对挠度影响程度逐渐降低;跨高比与挠度呈近似正比关系,且跨高比对结构挠度影响最大,为控制挠度的主控因素。     

体外预应力RPC箱梁受弯加载试验研究

进行体外预应力RPC箱梁模型两点对称受弯加载试验,研究了荷载-挠度曲线、截面应变、裂缝分布和破坏模式等问题,并对模型梁跨中正截面抗弯承载力进行了计算分析.结果表明,模型梁属于整体受弯破坏,采用预制节段拼装的施工方法是可行的;模型梁中混凝土对开裂弯矩的贡献明显大于同类普通混凝土梁,开裂时跨中受拉区边缘RPC应变约为普通混凝土的4~6倍;采用体外预应力提高了模型梁的开裂弯矩和增加了其延性,模型梁开裂弯矩为极限弯矩的55%;开裂时梁的跨中挠度仅为跨中极限挠度的20%;体外预应力RPC箱梁进行正截面承载力计算时应考虑RPC的受拉作用,并且可参照本文算法进行设计计算.     

结构动力分析的高精度有限单元法

基于哈密顿变分原理,建立了增加内部自由度的结构动力分析高精度非协调有限元法计算列式,揭示了它与动态有限元法的内在联系;同时,对增加单元结点的高精度动力有限元也进行了评述与讨论.通过实例分析,对高精度动力有限元与常规动力有限元进行了比较.算例表明,与常规有限元相比,常规动态有限元、本文的动态有限元均能给出更好的结果;高阶动力有限元能给出甚至优于动态有限元的计算结果.     

An element by element spectral element method for elastic wave modeling

The spectral element method which combines the advantages of spectral method with those of finite element method, provides an efficient tool in simulating elastic wave equation in complex medium. Based on weak form of elastodynamic equations, mathematical formulations for Legendre spectral element method are presented. The wave field on an element is discretized using high?order Lagrange interpolation, and integration over the element is accomplished based upon the Gauss?Lobatto?Legendre integration rule. This results in a diagonal mass matrix which leads to a greatly simplified algorithm. In addition, the element by element technique is introduced in our method to reduce the memory sizes and improve the computation efficiency. Finally, some numerical examples are presented to demonstrate the spectral accuracy and the efficiency. Because of combinations of the finite element scheme and spectral algorithms, this method can be used for complex models, including free surface boundaries and strong heterogeneity.     

关于Stokes方程不满足inf-sup条件的加罚有限元方法

目的讨论二维不可压缩Stokes方程基于等阶有限元R1-R1元的加罚有限元方法。方法在一定的正则性条件下,利用加罚有限元方法从理论上证明其收敛性。结果加罚有限元方法对于低等阶有限元R1-R1具有很好的稳定性。结论加罚有限元方法是一种行之有效的方法。     

用边界元法求解分片介质中的Helmholtz方程

该文研究了求解分片介质中的Helmholtz方程的边界元法。边界元求解的思路是将分片介质子区域的公共边界当作子区域的外部边界处理 ,在每个子区域采用边界元法 ,再在公共边界上加衔接条件。该文通过大量数值实验 ,并对比边界元法、有限元法、广义差分法求解效果 ,得出边界元法能很好地克服Helmholtz方程解的震荡性 ,采用边界元法求解Helmholtz方程具有稳定性好 ,精度高的优点。     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

多孔介质二相驱动问题压力方程Galerkin方法后处理的特征有限元方法及其收敛性分析

对多孔介质中二相驱动问题提出了一种新的数值解法 ,即用常规有限元方法求解压力方程 ,经后处理后 ,再用特征有限元方法解浓度方程 .该法不仅避免了用混合元法求解压力方程带来的困难 ,而且保持了特征有限元方法的优点 ,得到用标准有限元方法求解压力方程著不能得到的最优误差估计     

混凝土桥梁结构的多单元协作分析(英文)

对目前混凝土桥梁的有限元计算方法和未来发展趋势做出评价与预测,提出一种以核心单元为基础,并配合其它多种辅助单元,针对混凝土桥梁结构的多单元协作分析方法.核心单元是对原有实体等参元的继承和拓展,不仅在单元内采用选择性积分的方法计算单元刚度矩阵,而且能够分别考虑混凝土和钢筋各自对单元刚度矩阵的贡献,再根据结构中不同构件所具有的力学性质,引入多种辅助单元进行模拟;各种单元通过自由度变换的方法有机的结合在一起,能够实现对大跨径混凝土桥梁的空间有限元计算的全桥建模.经实测数据对比分析,多单元协作分析的方法能够对混凝土桥梁做出更为准确的分析,其应力、应变及位移等各项指标均能够满足工程精度的要求.     

光滑有限单元法及其应用

对光滑有限单元法进行综述,介绍光滑有限单元法、边界光滑有限单元法、节点光滑有限单元法的基本思想、基本算法、方法特点以及在一些领域的应用.归纳得出:光滑有限单元法将应变光滑化措施引入有限单元法,可以降低网格划分要求,适应不规则网格;光滑有限单元法的算法与有限单元法基本相同,在有限单元法程序基础上进行少量修改即可实现;光滑有限单元法计算结果比有限单元法更精确.     

基于多刚体离散元模型的深海采矿系统动力学分析

深海采矿系统的扬矿管线长达数千米，呈现出大位移、小变形的几何非线性特性。采用多刚体离散元方法对长管线系统进行计算分析。首先，从静态分析和动态分析两方面，给出2个典型算例，证明该方法的有效性；然后，将离散元方法用于中国1km深海采矿系统的动力学分析，讨论不同海流方向下整体系统的联动性能，并与有限元方法进行对比。计算结果表明，对于形状简单的长管线系统，在同等精度下多刚体离散元方法计算速度较有限元法的计算速度提高了近8倍。     

应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射

应用重叠型区域分解法（DDM）结合有限元（FEM）和边界元法（BEM）计算二维各向异性介质柱电磁散射.对介质柱外的无限大区域采用边界元法分析,将介质柱所在区域分解为若干个重叠的子域,每个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.为了提高计算速度,引入了多波前法求解有限元方程,并用内观法结合多波前法解有限元和边界...