几何非线性平面梁考虑收缩徐变的算法研究

针对混凝土斜拉桥等大跨柔性混凝土结构同时存在的几何非线性与收缩徐变问题,基于微分法导出了随转坐标系下平面梁在大转动小应变时的几何非线性平衡方程,该方程已计入初应变效应.结合初应变法计算混凝土梁收缩徐变等效节点力有限元列式,利用节点力之间和节点位移之间全量及增量的关系,获得结构坐标系下平面梁单元几何非线性分析中考虑收缩徐变效应影响的实用算法,并给出了详细的计算步骤.对某大跨径混合梁斜拉桥混凝土桥塔进行了考虑混凝土徐变效应的几何非线性分析,计算结果表明本文提出的算法能较好解决上述问题,具有一定的工程应用价值.     

三跨变截面预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变效应

混凝土的收缩徐变效应是影响预应力混凝土连续梁桥受力的重要因素。混凝土收缩徐变效应研究是进行混凝土桥梁设计的前提。通过对影响混凝土收缩徐变效应的主要因素分析,揭示混凝土收缩徐变对桥梁变形和内力的影响规律。以某三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程依托,采用有限元仿真分析方法,将连续箱梁所处环境的相对湿度、混凝土加载龄期以及运营时间对混凝土收缩徐变效应的影响进行参数分析。研究认为:混凝土收缩和徐变所引起的连续梁的竖向位移及截面弯矩均随环境相对湿度的增大而减小;随着加载龄期的延长,混凝土收缩作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩总体呈增长趋势,而混凝土徐变作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩变化较小;运营时间对混凝土收缩作用引起的梁体竖向位移影响显著,而对截面弯矩无影响,运营时间对混凝土徐变作用引起的梁体竖向位移与截面弯矩均影响较大。文中研究结果对同类工程设计提供一定的参考价值。     

预应力混凝土斜拉桥悬浇施工的仿真研究

针对现代大跨预应力混凝土(P.C.)斜拉桥的结构及受力特点,提出用实体退化单元建立P.C.斜拉桥的悬浇过程分析的三维模型;将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力的张拉效应;用三参数粘弹性模型模拟混凝土徐变效应;根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件,导出了P.C.斜拉桥混凝土悬浇效应的计算公式.并以一P.C.斜拉桥为对象,进行了应用研究.结果表明:与平面分析方法相比,本方法可较好地预测索力的变化情况,为施工监控及施工过程验算提供可靠依据.     

预应力混凝土箱梁徐变效应的有限元分析

预应力混凝土收缩徐变一直是桥梁线形的一个重要影响因素,研究由徐变引起的上拱变化对线形影响是非常有意义的.文章提出了梁桥的收缩徐变计算表达式,分析徐变对单元的应力应变关系的影响,列出任意阶段混凝土徐变应变增量,最后以某高速铁路桥梁作为工程实例,分析了徐变效应对混凝土梁的影响.     

混凝土收缩徐变效应对含叠合梁段混合梁斜拉桥主梁受力行为的影响

以某双塔混合梁斜拉桥为工程背景,利用桥梁专业软件Midas/Civil建立了全桥三维有限元模型;对比分析了在成桥阶段混凝土收缩徐变作用对斜拉桥主梁内力行为的影响.分析结果表明:混凝土收缩徐变效应对叠合主梁弯矩的影响较大,使其发生了内力重分布,对正弯矩具有削峰作用,造成负弯矩值有较大的增加,对混凝土主梁影响较小;收缩徐变效应对主梁轴力及剪力的影响均较小;混凝土的收缩徐变效应对叠合梁的受力影响较大,使叠合梁中钢梁与混凝土桥面板之间应力发生重分布,靠近钢-混凝土结合段处的混凝土主梁应力改变较大,其余位置改变量不明显.     

新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变试验研究

进行了预应力作用下新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变的试验研究,包括组合梁的挠度-时间曲线、混凝土应变-时间曲线及预应力损失的测定.试验结果表明,由于混凝土的收缩徐变,在预应力作用下组合梁的挠度、混凝土应变、新老混凝土界面间的应变差、截面曲率随时间的增长明显增加.虽然界面间的混凝土应变差值在逐渐增加,但是滑移值较小,界面间的粘结可靠.预应力前期的损失较大,随着时间的增长,损失逐渐减小.采用规范给定的混凝土收缩徐变模型分析了预应力损失.在试验研究的基础上采用随时间变化的换算弹性模量建立了新老混凝土收缩徐变的有限单元法,为了验证建立的有限单元法的正确性,对试验梁进行了分析.计算结果表明,建立的有限单元法与试验值吻合较好.     

超静定混凝土桥梁徐变与收缩内力的实用计算法

钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、斜拉桥等超静定桥梁结构的计算,都必须考虑混凝土徐变与收缩的影响。本文在提出一般理论计算方法的基础上,又提出了实用计算法。该法只需要解一般的线性方程组,就可以确定连续梁、斜拉桥等的内力重分布的终极值,其计算结果与理论值基本相符,计算简便,易于应用。     

预应力混凝土结构收缩与徐变损失的计算分析与有限元模拟研究

在结构施工和使用过程中,混凝土的收缩和徐变对结构的变形和内力均有巨大的影响,也是造成预应力混凝土梁桥预应力损失的一个重要因素。采用基于位移法的初应变法结合有限元对预应力混凝土结构中的收缩与徐变进行分析,建立了收缩与徐变的时步分析方法。此方法能得到每一个时间步的内力改变量,将前一个荷载步的内力与此内力改变量叠加,将混凝土收缩徐变损失与钢筋松弛损失有机结合起来,而不是单纯的将两种损失进行叠加分析。通过算例分析得出:混凝土收缩徐变在加载初期挠度增量变化快,经过一段时间后逐渐趋于稳定,第一年内收缩徐变损失值占20年收缩徐变总量的60%,跨中截面挠度值约占20年时刻总挠度的80%。     

混凝土收缩徐变效应对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥的影响

为了研究混凝土收缩徐变效应对曲线钢-混凝土结合箱形梁桥的影响,采用Sap2000商用软件,分析了一实桥结构,在三维建模时分别以壳单元、弹簧单元、梁单元和筋单元等模拟钢箱、钢箱与桥面板之间的剪力连接键、外横隔梁和预应力钢筋等,以多层混凝土壳单元模拟了桥面板,并对施工过程进行了仿真模拟.分析结果表明:混凝土收缩徐变大大增加了桥梁的挠度,不但使跨中正弯矩区混凝板的压应力不断增大,也使负弯矩区混凝土板的压应力不断增大,这一效应对防止负弯矩区混凝土板的开裂是有利的;混凝土桥面板中的普通钢筋对收缩和徐变效应有明显的影响,设计时应认真加以考虑;收缩徐变效应持续时间较长,计算时其作用时间宜取10年以上;另外,曲线梁桥收缩徐变效应也伴随着扭转效应.     

斜拉桥非线性随机静力分析

对于大跨径斜拉桥来说,几何非线性效应比较显著,材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性,对斜拉桥的结构响应影响较大.应用响应面法对大跨径斜拉桥进行了非线性随机静力分析.研究表明响应面法是斜拉桥非线性性随机静力分析的有效方法,在斜拉桥的静力分析中,有必要考虑材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性.     

随机结构反应的概率密度演化分析

提出了线性随机结构静力反应的概率密度演化方法 .在随机结构反应状态方程的基础上 ,引入扩展状态向量 ,建立了随机结构静力反应的概率密度演化方程 ,提出了数值求解技术 .对于单一随机参数及多个随机参数的 8层框架结构反应进行了算例分析 ,并与单一随机参数结构随机反应的精确解答及多个随机参数结构随机反应的随机模拟分析进行了对比 ,结果表明 ,所提出的方法具有较高的计算精度及良好的实用性     

随机参数结构体系的随机地震响应计算方法

基于虚拟激励法和摄动随机有限元法,推导了单自由度体系复合随机动力响应问题的计算方法,并在灵敏度分 析中有效地消除了长期项的影响.算例表明,该法数值分析结果与Monte-Carlo随机模拟结果比较,具有理想的精度.     

基于随机规划的现代医院选址方法

针对医院选址问题中就医人数随机性的特点,提出了基于随机规划的现代医院选址方法.考虑医院附近不同人口分布点的每月就医人次数、交通状况、病人对不同级别医院的偏好因素,建立随机整数规划模型,以最小化地区内人口与医疗资源间的权重距离总和为优化目标,并采用蒙特卡罗方法模拟每月就医人次数这一随机参数.实验结果证明,该方法具有良好的收敛性,其选址决策相比于确定性模型选址方法明显优化.     

电路容差对继电保护装置可靠性影响的分析方法

为了分析电路容差对继电保护装置可靠性的影响,提出以正确响应率作为可靠性指标,以系统实际输出信号幅值是否超出标称输出信号幅值的容差范围作为系统失效的可靠性判据,并确定了可靠性指标的置信区间估计.将OrCAD/PSpice软件的电路仿真功能与蒙特卡罗法相结合,基于点估计法和区间估计法求取可靠性指标及其置信区间.最后以数字保护装置的数据采样系统为算例,对其电路参数进行灵敏度分析,证实了所提出方法的正确性.     

多变量随机场下箱形梁剪力滞效应的随机模拟

纽曼-蒙特卡洛法可以改进普通蒙特卡洛法计算效率低的缺点,但需要完善多变量随机场的结构随机抽样分析技术.为了研究箱形粱在荷载、材料同时具有随机特性时的剪力滞效应,结合箱形梁剪力滞效应分析的一维离散有限元法,利用基于多变量随机场抽样的纽曼-蒙特卡洛法,计算具有随机材料特性的箱形梁在随机外荷载下响应量的统计特征数字.研究结果...     

Neumann法在大坝可靠性分析中的应用

本文介绍了一种用于结构可靠性分析的随机有限元法，用它来计算结构响应变量的各阶统计矩，结合ＪＣ法和一次二阶矩法对一卒砼坝坝体了可靠性分析，计算出其可靠性指标及失效概率。该法与其它方法比较有计算快捷、精度较高的优点。该法已经用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制成适用于在微机上计算的程序。     

基于响应面和MCMC的齿轮接触疲劳可靠性

针对齿轮接触失效,建立带有安装与制造误差的齿轮参数化模型,通过大变形显式动力学仿真软件来模拟齿面动态接触应力.然后,根据应力-强度干涉模型,建立齿轮响应面状态函数.为了提高齿轮响应面功能函数的拟合精度,提出了一种基于响应面和Markov chain Monte Carlo(MCMC)的可靠性分析方法,并进行可靠性灵敏度分析,以定量概率反映安装误差、制造误差及外载荷等随机因素对齿轮传动可靠性的影响程度.最后,将Monte Carlo模拟100 000次的计算结果与所提方法的结果进行比较,验证了可靠性分析方法的正确性.     

混凝土桥梁时变性和不确定性下的收缩徐变分析

针对大跨混凝土桥梁收缩徐变同时具有时变性和不确定性的问题,提出利用按龄期调整的有效模量法分析时变性,运用拉丁超立方抽样随机有限元法分析其不确定性,从而提出了一种考虑时变性和不确定性的混凝土桥梁收缩徐变分析方法,达到同时考虑收缩徐变不确定性和时变性的目的.同时,通过APDL参数化技术,在ANSYS分析程序中嵌入混凝土弹性...     

基于响应面法的几何非线性结构概率响应分析

将响应面法、有限元法和蒙特卡罗法各自的优点相结合，提出一种新的结构概率响应分析方法——集成化响应面法．通过对几何非线性桁架结构的概率性响应分析，验证了该方法的有效性和准确性．选取五种响应面分析模型，比较它们的计算结果，得出一些有益的结论．     

基于逆序概率的随机多目标DEA方法

针对各决策单元的输入/产出指标为一定分布的随机变量情形,提出了一种基于逆序概率的随机多目标DEA方法,该方法在利用蒙特卡罗方法对随机多目标DEA模型进行求解的基础上,确定决策单元的排序,通过逆序概率对结果进行分析,并用实例说明了该方法的有效性和可行性。