大型落地式圆形粮食钢板筒仓设计方法研究

大型落地式圆形粮食钢板筒仓应用广泛但缺乏正确设计方法的指导.针对大型落地式圆形粮食钢板筒仓,分别按照《粮食钢板筒仓设计规范》(GB 50322-2011)中的简化计算方法和有限元整体分析法对钢板仓主要受力构件——仓壁和加劲肋的强度及稳定进行计算.对比两者的分析结果后指出:简化计算方法所得仓壁应力值和加劲肋应力值均高于有限元方法的计算结果.     

钢-弹性体夹层正交异性桥面板受力性能分析

通过三跨聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板空间结构的计算,分析该种夹层桥面板在夹芯层厚度及面板厚度变化时,在不同受力状况和不同截面处各控制点的受力性能.结果表明,夹层桥面板的受力特性在于:在跨中截面中间纵向U形加劲肋上方的夹层板底面纵、横向应力拉压性质与常规受弯构件不同;加劲肋底面纵向应力比截面其它位置大得多,横向应力可忽略;在支点截面中间加劲肋与桥面连接处,聚氨酯芯层纵向应力最大,横向应力可忽略;钢板与聚氨酯结合面的剪切强度大于6 MPa时可满足粘结要求.     

120m直径无缝贮煤筒仓的非线性有限元分析

对120 m直径无缝钢筋混凝土圆形贮煤筒仓进行线性与非线性有限元对比分析。在有限元建模时,考虑了筒仓及地基基础的上下部协同作用。钢筋混凝土筒仓分别采用了线弹性模型和非线性弹塑性损伤模型。得出了环梁、仓壁、桩基础、承台、土体等部位的应力、位移结果。分析发现,线弹性模型各向应力峰值比弹塑性损伤模型大而变形则相反,弹塑性损伤模型更为合理,筒仓薄弱部位位于环梁与下部承台处。     

钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节疲劳应力特征

为研究钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳应力特征,通过建立四跨连续钢板梁桥整体有限元模型以及无横梁处、小横梁处主梁两种节段有限元模型,提取疲劳荷载移动下的两主梁竖向位移差,对比分析无横梁与小横梁两种情况主梁相对竖向位移的差异及原因,进一步提取主梁与竖向加劲肋连接细节应力,讨论无横梁与小横梁两种情况主梁与竖向加劲肋连接细节疲劳应力的差异,得到钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳易损部位。结果表明:车辆荷载对主梁构造应力顺桥向影响范围为荷载所在跨范围内,横桥向对无横梁处主梁的竖向位移差影响效果更大;无横梁处主梁在主梁腹板与下翼缘连接焊缝的焊趾处有较大拉应力,而小横梁处主梁在竖向加劲肋与主梁腹板围焊端部的焊趾处产生更大的拉应力。     

梁侧锚固钢板法中钢板受压屈曲特性试验研究

通过对8个钢板局部屈曲受压试件进行轴压及偏压试验,观测了梁侧锚固钢板加固钢筋混凝土梁(BSP梁)中梁侧锚固钢板在不均匀压应力场下的局部屈曲模态,研究了钢板屈曲应力场分布、屈曲承载力、竖向变形能力及屈曲起拱高度随不同螺栓间距、钢板厚度及纵横向加劲肋配置方式的改变规律.试验结果表明:梁侧锚固钢板的屈曲承载力随螺栓间距的减小及钢板厚度的增加而增大,采用减小螺栓间距为更经济有效的方法;配置纵向加劲肋能更有效地改善钢板的屈曲承载力,改善效果随加劲肋截面尺寸的增大而提高;在纵向加劲肋的基础上再配置横向加劲肋对改善抗屈曲性能无明显效果.     

钢板仓受风载作用的有限元分析

对高 14.76m ,直径 12m的螺旋卷边钢板筒仓在空仓风载工况下进行了有限元分析。计算结果表明 ,在风载作用下 ,仓体的强度不是主要问题 ,而仓顶开口处刚度较弱。     

高强度U肋加劲钢板残余应力测试及模拟分析

为研究Q420级高强度U肋加劲钢板纵向焊接残余应力分布特点及影响因素,利用切割法对U肋加劲钢板进行了纵向残余应力测试,通过三维实体热弹塑性有限元模型和单元生死技术模拟了焊缝填充和焊接过程,比较分析了高强度钢和普通强度钢的残余应力分布特点,探讨了母板厚度及U肋的厚度、间距、宽度、高度对加劲板焊接残余应力的影响.研究结果表明,U肋两侧的焊接先后顺序并不影响加劲板的残余应力分布;非焊接区域残余压应力峰值和分布特点与板件材料的屈服强度基本不相关;板件厚度、U肋顶宽和U肋高度是影响高强度U肋加劲钢板焊接残余应力的主要因素.     

折线塔斜拉桥主塔力学特性的研究

以沈阳某折线塔斜拉桥为背景，从混凝土折线塔的受力特点出发，通过有限元数值法对混凝土折线塔主塔折角等关键部位的力学特性进行了分析研究.结果表明:主塔折角处存在严重的应力集中现象，但高应力区范围较小.折角处设置加劲板后，折角截面应力集中系数下降，加劲板消除了中跨侧塔壁平面外弯曲现象，同时折角部位加劲板内出现竖向拉应力.因此，设计时应适当加大加劲板腋角尺寸，并适当加强加劲板内的竖向主拉钢筋和表面防裂钢筋网.     

施工阶段钢筋砼地下粮食筒仓仓壁受力分析

钢筋混凝土地下圆形粮食筒仓在施工过程中会出现只有仓底板和仓壁,而没有仓顶板的情况.利用有限单元法,分析了此种情况仓壁环向力、径向位移和竖向弯矩的大小以及分布情况.根据计算结果与使用阶段情况的对比,发现这种工况下仓壁拉应力峰值会增大,且最大压应力出现位置会向仓底移动,影响结构安全.实际工程设计时需要对结构认真复核.     

落地式钢筒仓卸料的模型试验研究

进行了落地式钢筒仓模型的卸料试验,通过改变卸料口的直径和位置研究了8种不同卸料状况下仓壁应变随时间的变化情况.采用全站仪较精确地测定了钢筒仓模型的几何形状,确定了钢筒仓模型的初始缺陷,证明了初始缺陷对钢筒仓模型应变具有较大的影响.通过对各种卸料状况下仓壁应变随时间变化的比较分析表明,卸料口的大小以及卸料口的偏心位置对于不同位置处仓壁的应变具有不同的影响,在0.8倍筒仓直径至1.6倍筒仓直径的高度范围内仓壁应变随时间变化比较剧烈,在偏心卸料时靠近卸料口位置的仓壁应变变化比较剧烈,仓壁动态应变的最大变化量约为静态应变的3-4倍.试验研究表明在实际工程中应充分考虑偏心卸料对仓壁受力性能带来的巨大影响.     

桥面构造及铺装层对正交异性钢桥面板力学性能的影响

为研究桥面细部构造和桥面铺装对正交异性钢桥面板力学性能的影响,确定合理的构造,以梯形及矩形截面形状的纵向加劲肋与多种缺口形式的横隔板相组合形成正交异性钢桥面板结构体系,并铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土铺装层,建立相应的有限元实体模型进行加载,分析纵向加劲肋截面形状、横隔板缺口形式及铺装层弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板力学性能的影响规律。结果表明:加劲肋上口间距越小,改善桥面板受力性能越明显,其中加劲肋B(梯形加劲肋侧板与底板采用圆弧连接)受力性能较好,且用料少;缺口Ⅰ、缺口Ⅲ的应力集中情况好于缺口Ⅱ,因此应合理选用缺口Ⅰ和缺口Ⅲ,但缺口Ⅲ需要优化;顶板与纵向加劲肋连接处应力高,为力学性能敏感区域;铺装层弹性模量增加,钢桥面板最大主应力减小,铺装层厚度增加,钢桥面板和沥青表面最大主应力均减小,因此铺装层弹性模量与厚度要综合设计,以使钢桥面板受力性能最优。     

核电站双钢板混凝土剪力墙抗剪强度研究

以核电站屏蔽厂房剪力墙为原型,对含栓钉和加劲肋的双钢板混凝土组合剪力墙进行低周往复加载抗剪试验研究.试件包含3个1︰4缩尺模型,变化参数为栓钉间距与加劲肋,分析了试件的破坏特征、承载力以及耗能情况.试验研究发现:组合墙体整体受力性能良好,具有较强的抗剪性能.通过设置加劲肋,能有效提高墙体承载能力、刚度和延性.在试验基础上进行了有限元数值模拟与参数研究,研究了混凝土强度、钢板厚度、轴压力和加劲肋设置对抗剪强度的影响程度,并初步建立了核电站双钢板剪力墙抗剪强度计算公式,为核电安全壳设计理论的建立打下了基础.     

钢管塔K节点的加劲肋布置和极限承载力研究

 特高压输电线路酒杯型钢管塔K节点是受力最复杂的节点,其主管与支管的夹角θ往往小于30°,不能满足国内现行的K节点承载力计算方法规定的θ≥30°的要求.为了解决该问题,本文应用通用有限元软件ANSYS进行数值模拟仿真,验证现有设计验算方法的适用性.针对钢管塔相贯焊连接的K节点设计了3种新型的加劲肋,并对其受力分布和极限承载能力进行分析对比.研究结果表明,θ超出现行规范的规定时,规范对个别工况不适用;新设计的加劲肋布置方案,能显著改善节点危险部位的应力分布,消除应力集中,降低最大应力.在目前没有合适计算公式的情况下,应继续使用现行规范,并采用本文设计的节点加劲肋布置形式增大结构的承载力和安全性.     

多层钢框架半刚性端板连接的试验研究

为研究钢结构梁柱端板连接的刚度和承载力特性,对8个不同构造的多层钢框架梁柱端板连接进行了试验研究,分析了端板厚度、螺栓直径、端板加劲肋、柱腹板加劲肋、平齐式和外伸式等因素对节点承载力、转动刚度和极限转动能力的影响。试验结果表明:实际工程中采用的很多端板连接大多属于半刚性连接,在荷载作用下,节点发生明显的转动变形。该文根据试验结果,对端板连接节点提出了设计建议。     

冷弯型钢夹支薄板剪力墙在竖向荷载作用下抗火性能分析

为了得到冷弯型钢夹支薄板剪力墙的抗火性能,利用有限元软件ABAQUS建立7个夹支薄板剪力墙模型,分析了火灾下剪力墙的温度分布、轴压比、冷弯型钢边柱厚度和竖向加劲肋对墙体抗火性能的影响。研究表明,受火2h时,内嵌钢板温度为墙体最高受火温度的80％,边柱与竖向加劲肋背火面帽形截面腹板处的温度为受火面相应位置温度的1/4。随着轴压比的增大,墙体在火灾下的破坏位置上移,并由整体屈曲向局部屈曲转变。边柱壁厚对墙体的破坏形态与耐火极限有较大影响,建议选取边柱壁厚不小于2.5mm;有加劲肋的墙体可以利用加劲肋平衡钢板;过早屈曲所导致的不均匀拉力,对墙体在遭受火灾时产生的破坏具有一定的延缓作用。墙体发生弯曲的方向与边柱的承载能力有关,墙体发生弯曲时,边柱帽形截面的帽檐首先发生较大屈曲变形,随后全截面发生屈服。     

钢桥面复合铺装结构的大比例模型试验

在钢桥面板与沥青铺装层之间设置轻质混凝土层,组成了一种新型钢桥面复合铺装体系。为研究这种新型铺装体系的力学特性,制备了大比例模型试件,实测了不同车位下钢桥面及铺装结构的力学响应。结果表明：钢桥面板最大横向拉应力为90MPa,而设置加劲肋后最大拉应力降至为43MPa,即设置加劲肋有利于改善钢桥面板的受力。浇筑轻质混凝土铺装层后,钢桥面板顶板和加劲肋底板的应力峰值、位移都降低,最大应力降幅达48%,最大位移降幅达18%,而且钢桥面板中的应力分布也更加均匀。作为铺装结构,轻质混凝土铺装层也与桥面板共同参与结构受力,使得桥面铺装体系的结构刚度得到提高。     

无粘结预应力技术在圆形混凝土筒仓中的应用

论述了无粘结预应力技术应用于大直径、大容量圆形钢筋混凝土筒仓的结构设计及施工工艺中的技术要点。工程实践证明 ,在保证钢筋混凝土构筑物耐久性、整体性、抗震性等方面该技术优于传统技术 ,特别是在防止混凝土裂缝和变形及减小仓壁厚度等方面得到良好效果