箱形预应力撑杆钢柱整体稳定性能研究

预应力撑杆钢柱具有稳定性能好、承载能力高等优点.采用有限元软件ABAQUS对中心柱截面为箱形的预应力撑杆钢柱进行了数值分析,并通过理论公式验证了数值分析的准确性.在此基础上进行线性和非线性屈曲分析,考察撑杆长度、撑杆截面尺寸以及初始缺陷大小等因素对这类结构构件整体稳定性能的影响.分析表明:当屈曲模态为对称屈曲时,增加撑杆长度可以有效提升箱形预应力撑杆钢柱的承载能力;同样地,撑杆截面尺寸对这类结构构件承载能力的影响也与其屈曲模态相关.     

预应力胶合木张弦梁受弯性能有限元分析

为研究预应力筋数量和预加力数值对预应力胶合木张弦梁受弯性能的影响,采用ABAQUS有限元程序,选择各向异性的弹性本构关系,对预应力胶合木张弦梁受弯性能进行分析.结果表明:总预加力数值相同时,梁的刚度和极限载荷均随预应力筋数量的增加而增大,与截面尺寸相同的普通胶合木梁相比,在研究范围内刚度增加39.55%~62.27%,极限载荷增大134.68%~177.32%;预应力筋数量相同时梁的挠度随总预加力数值的增大而减小,但其刚度不变,梁的极限载荷随总预加力数值的增大而增大,与截面尺寸相同的普通胶合木梁相比在研究范围内极限载荷增大109.37%~157.32%.     

冠梁水平侧向刚度对桩锚支护体系内力和变形的影响分析

通过某基坑工程实例,分析了冠梁水平侧向刚度对桩锚支护内力和变形的影响.结果表明,桩身最大剪力、第二道和第三道锚索轴力对冠梁水平侧向刚度不敏感,而桩身位移、桩身弯矩和第一道锚索轴力等对冠梁水平侧向刚度较敏感,其中第一道锚索轴力最敏感,其次为桩身弯矩和桩身位移.提升第一道锚索位置将显著降低桩身位移和弯矩及第一道锚索轴力对冠梁水平侧向刚度的敏感性.本文得出的一些结论对基坑工程设计有一定的指导意义.     

大跨度新型张弦桁架的实验研究

结合管桁架和张弦梁的力学和构造特点，通过在管桁架结构的下弦加竖直撑杆，配置拉索并施加预应力，得到一种新型空间结构形式——新型张弦桁架结构，它可以看作是张弦梁加竖直撑杆时的一种特殊结构形式。这种结构不仅具有管桁架的优点，同时又能克服张弦梁的许多不足之处。     

弦支剪式可展桥参数化分析及优化设计

剪式可展桥能够快速搭建灾后应急通道，提高救援效率.针对剪式机构刚度差、材料利用率低等特点，结合弦支体系提出了一种新型的应急用弦支剪式可展桥梁结构.为研究其结构的承载性能，采用Karamba3D建立有限元模型，在移动荷载作用下对撑杆长度、撑杆数目、剪叉杆截面、初始预应力幅值、剪叉角度等影响因素进行了参数化分析，并利用Galapagos模块以结构最低质量为优化目标对弦支剪式可展桥进行优化设计.结果表明:增大撑杆长度、撑杆数目和初始预应力能够有效减少剪式机构应力和挠度；增大剪叉角度使剪式机构应力和挠度增大，而增大剪叉杆截面厚度会减少剪式机构应力，但会增大其挠度；剪式机构依然以受弯为主；优化使结构质量减少38.89%，且优化后弦支剪式可展桥的应力和挠度大约是其对应剪式可展桥的0.25倍和0.2倍，验证了弦支剪式可展桥的优越性.     

残余应力对H形截面上弦张弦梁的影响

文章用有限元方法分析了残余应力对张弦梁结构预应力张拉阶段和工作阶段的力学影响,进行了定量评价,指出残余应力对张弦梁起着减小刚度、增大变形的消极作用,但影响不明显,在留有必要安全储备的前提下,可忽略其影响,简化设计工作。     

钢-砼协同式新型张弦桁架结构仿真

借鉴成都新世纪国际会展中心钢结构部分的空间张弦桁架屋盖结构，设计一种下部是预应力空间桁架和上部梁板结构组合成的新型张弦桁架结构型式，通过大型有限元软件Ansys对该结构进行了静力仿真分析，并研究了分阶段施工对结构受力性能的影响。结果表明，协同工作有效地提高了结构的整体刚度，明显改善了结构的变位和内力。     

张弦梁结构及其经济性分析

张弦梁结构是一种造价低廉、受力合理、运输便捷、施工简单的结构形式.本文力图从张弦梁的曲度、拉索数量、预应力度对张弦梁结构用钢量的影响给出张弦梁结构经济性分析的主要途径.     

基于能量原理的平面张弦梁静力分析

基于连续化分析模型,依据能量变分原理,建立平面张弦梁结构的平衡微分方程,采用伽辽金法求得张弦梁结构的内力与位移。对张弦梁结构在全跨荷载以及半跨荷载状态下的静力性能进行了分析。通过与有限元结果对比,验证了理论解的正确性,所得公式可为张弦梁结构的工程设计及优化研究提供参考和借鉴。     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS，通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力，提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响，施工控制难度大，本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算，提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法，通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究，定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响，以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标，成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

海上风机变径单桩基础水平承载特性数值分析

为研究海上风机变径单桩基础承载性能,通过有限元分析软件ABAQUS建立变径桩数值模型,开展变径单桩水平承载性能的数值模拟研究,分析其相对于通长单桩基础的承载性能优势,并针对变径段尺寸进行参数分析。结果表明：变径桩极限承载力较通长桩存在明显提高,相同水平荷载作用下,变径单桩基础桩身位移明显减小,其水平承载能力要优于通长桩基础;变径桩基础中底部桩径和变径段埋深高度对水平承载力影响较为明显,增大底部桩径与减小变径段埋深均能提升桩基的极限水平承载能力,但变径段长度对变径桩基础水平承载能力影响很小。可见变径单桩水平承载性能优于通长桩,研究成果可为深厚砂土地质下的海上风电单桩基础设计与结构优化提供参考依据。     

钢管插入式基础抗拔承载性能数值模拟

为研究输电线路杆塔三角锚固盘钢管插入式基础在承受上拔荷载时锚固盘的受力性能,使用有限元分析软件对钢管插入式基础进行数值模拟分析,研究锚固件尺寸、混凝土强度、钢管截面和混凝土柱截面对试件抗拔承载性能的影响。结果表明：使用三角锚固盘能够改善锚固盘与钢管焊接部分的应力集中情况,显著提升钢管插入式基础的抗拔承载能力,且混凝土强度越高优势越明显;在一定范围内增加锚固盘尺寸可以提高基础抗拔承载力,提高初始刚度和延性系数,超出范围则影响不明显,最佳的锚固盘尺寸由基础混凝土强度决定;增加混凝土强度、钢管截面尺寸和混凝土柱截面尺寸都可以提高基础的抗拔承载力和初始刚度,延性系数则随混凝土强度的提高先减小后增大,随钢管截面尺寸的提高而减小。     

既有竖向荷载对微型桩水平承载特性的影响

运用ABAQUS有限元软件,分析了微型桩在既有竖向荷载作用时施加水平荷载,桩体的水平位移、桩身弯矩、土体的横向抗力、侧摩阻力等的变化情况;对比不同既有竖向荷载作用对微型桩水平承载性能的影响。结果表明:竣工后桩基础中分担竖向荷载较大的桩,抵抗水平荷载的能力较强;不同施工阶段,随着上部竖向荷载不断增加,桩抵抗水平侧移的能力增强。     

不同材质腰梁对锚索预应力损失的影响研究

为研究不同材质腰梁对锚索预应力损失的影响规律,依托青岛海天中心桩锚支护深基坑工程,结合现场实测和ABAQUS有限元数值模拟,阐明了3种不同材质腰梁作用下锚索预应力变化规律,并将模拟结果与实测结果进行对比分析。结果表明：模拟结果与实测结果变化规律基本一致;锚索预应力随时间的变化趋势较平缓,分为快速下降、稳定变化和基本稳定3个阶段;加载过程中,锚索应力由自由段向锚固段传递,逐渐传递到支护桩及桩后土体;影响锚索预应力损失的主要因素为突然卸荷引起的锚索回缩、土体蠕变和岩土体流变变形。最后对比分析了玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer, GFRP)腰梁、混凝土腰梁和钢腰梁作用下锚索预应力损失规律,整体损失率分别为6.89%、14.74%、16.84%,表明GFRP腰梁具有控制锚索预应力损失的绝对优势,研究成果可为类似深基坑工程的设计提供参考和借鉴。     

液化侧扩地基中桩基的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件，建立桩基在侧向荷载作用下的有限元计算模型．考虑桩土共同工作的非线性关系．对土弹簧单元施加侧向位移模拟在液化侧扩地基中，土体产生的侧向位移以及液化侧扩地基中的桩进行非线性有限元分析．合理地解释了地震液化引起地面大位移，对桩基产生破坏的实际震害情况．     

桩承载力反向自平衡试桩法数值模拟分析

为推动反向自平衡试桩法在实践中的应用,采用有限元分析方法对反向自平衡试桩法进行了数值模拟分析。以管桩为例,运用ABAQUS有限元软件建立反向自平衡试桩法数值模型,分别采用位移控制法和荷载控制法进行桩身和桩顶加载模拟,得到了基桩抗压极限承载力,进行了桩身轴力和桩侧摩阻力分析;对建立的数值模型进行了位移控制法下的静载试验模拟,并与反向自平衡试桩法模拟得到的极限承载力进行了对比分析。模拟结果表明,反向自平衡试桩法确定的基桩极限承载力与静载试桩法结果较为接近,不需要进行正、负摩阻力转换,但也存在平衡点位置的确定问题。     

下卧碎石层对静压管桩挤土效应的影响

利用通用有限元软件ABAQUS分析软土地基下卧碎石层对静压管桩挤土效应和承载力的影响,并探讨管桩不同贯入深度时地表竖向隆起、地基土体水平位移、桩周土体和桩身应力的变化规律.结果表明:静压管桩施工导致桩周附近地表隆起,随着离开桩周的距离增大,地表隆起效应迅速减弱;静压管桩使桩周土体产生显著的水平挤压效应,静压管桩施工至下卧碎石层时,碎石区域中的位移效应明显小于桩周土体为软土时的位移效应;以碎石层为持力层,可显著提高管桩的承载力.     

内置柱间支撑泡沫混凝土墙板抗侧性能研究

基于柱间支撑和泡沫混凝土的优点，提出了一种可用于结构受力的内置柱间支撑泡沫混凝土墙板。为研究该类墙板的抗侧性能，采用通用有限元分析软件建立了该类墙板的数值分析模型，通过对比分析，验证了有限元分析模型参数选取的有效性。在此基础上，分析了该类墙板的泡沫混凝土强度、钢材材质、支撑截面厚度等参数变化对结构抗侧性能的影响。采用叠加原理，推导了该类墙板的抗侧刚度和抗剪承载力计算公式，并与有限元分析结果进行了比较。研究结果表明：该墙板具有较大的水平抗侧刚度，能极大的改善钢框架结构的抗侧性能，其抗侧刚度和抗剪承载力近似计算方法具有较高的计算精度，可适用于该类墙板的工程应用。     

海上风机复合单桩基础水平承载力数值分析

近年来海上风电发展迅速,装机容量不断增大,传统单桩基础受荷负担加重,故以单桩基础和安装在桩体外围的桶型基础(摩擦轮)组合而成的复合桩基础被逐渐采用,以保证风机服役期间的安全稳定。为研究复合桩基础承载性能,通过ABAQUS有限元软件开展复合桩基础水平承载性能的研究,分析其相较于传统单桩基础的承载力优势,并进一步进行优化设计。结果表明:相同受荷情况下,复合桩基础由于摩擦轮的存在,桩身泥面处位移和桩身弯矩均大幅减小,水平承载能力明显优于单桩基础;复合桩基础中摩擦轮直径和高度对其水平承载能力影响较明显,但其厚度对复合桩基础水平承载能力影响有限。可见复合桩基础承载能力明显优于单桩。     

超载下预应力CFRP布加固腐蚀钢梁抗弯性能试验

为研究预应力CFRP布加固腐蚀钢梁静载、超载的抗弯性能,进行了7根钢梁的抗弯试验,研究了加固梁在静载及超载下的破坏形态、承载力和刚度.结果表明,加固钢梁可以提高钢梁的承载力与刚度,预应力的存在,可以显著提高CFRP布的利用率;腐蚀程度影响钢梁的刚度与极限承载力,腐蚀程度增加1倍,钢梁的承载力降低50%左右.超载次数增加,钢材发生时效硬化,钢梁刚度可提高13%左右,但承载力有所降低;超载下,预应力的施加可提高钢梁的延性.建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.