简述拉压杆模型在桥梁结构计算中的应用研究

混凝土结构计算中,按照是否符合平截面假定,可分为B区与D区,前者符合平截面假定,后者则不符合.B区(Beam或Bernoulli)指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域,截面应力状态可以通过内力得出在未开裂时,截面应力可借助于截面性质(如面积、惯矩等)来计算,开裂后,则可应用桁架模型来分析.D区(Discontinuity或Disturbance)则指截面应变分布呈明王的非线性的结构区域,这些部位具有几何构造上的不连续或力流受挠动的特点,从弹性阶段开始平截面应变假定在这些区域就已不再成立,随着荷载的增加,梁截面的抗弯塑性发展模型不能够揭示其破坏机理[1].D区位于集中荷载作用处、支座处及截面形状突变处,实际结构中多见于深梁、牛腿、框架节点、桥墩、桩基承台等受力复杂的构件.采用平截面假定计算,B区能满足工程精度的要求,D区则精度较差.     

Nb-Ni-Ti系低Ti侧三元化合物及其相平衡

采用合金平衡组织结构分析法,利用扫描电镜组织观察和能谱成分分析、电子探针定量成分分析以及X射线衍射结构分析,并结合热分析,对Nb-Ni-Ti系低Ti侧化合物XB及其相关相平衡进行了研究.结果表明,在Nb-Ni-Ti三元系1000℃和1100℃等温截面相图中都存在着三相区XB+(Nb)+TiNi,化合物XB可与Nb基固溶体(Nb)和TiNi相保持固态相平衡直到约1133℃.Nb-Ni-Ti三元系在1133℃发生三相共晶转变LTiNi+XB;由于液相L的形成,XB相不再与TiNi相和Nb基固溶体平衡.1150℃时Nb-Ni-Ti三元系等温截面相图中存在着XB+(Nb)+L三相区,XB相与Nb基固溶体和液相平衡共存.     

构件截面混凝土碳化深度分布的有限元分析

混凝土结构截面上碳化深度分布的确定,浊进行混凝土结构截面等耐久性设计的基础,按照传质原理,建立了混凝土结构截面上ＣＯ２的二维扩散传质方程,并利用有限元方法作了混凝土截面上碳化深度分布的计算。算例表明角区混凝土的最大碳化深度约为一般边碳化深度的１．４倍。     

形截面钢构件铰区模型及铰区长度

将局部失稳的集中区域定义为铰区.提出了由局部失稳控制破坏模式的H形截面铰区平均曲率的计算公式.发现铰区长度主要依赖于截面构型及轴力大小,用归纳方法得到了考虑不同截面构型及加载条件影响的铰区长度计算方法.实现了从H形截面悬臂钢构件模型中提取扣除计算长度影响的截面层次的弯矩-曲率关系.该弯矩-曲率关系作为不同受力形式、不同构件长度及边界条件的构件非线性分析的基础,可提高结构体系非线性分析的分析效率,并满足工程研究的精度要求.     

组合截面压杆的受力性能

研究组合截面短柱轴心受压的截面应力和紧箍力分布规律.通过理论计算模型推导了组合截面圆柱应力分布的解析解;建立了有限元数值分析模型,考虑材料泊松比、管壁壁厚等参数的变化,验证了圆形截面应力分布的解析结果,并得到了方形截面应力分布的规律和存在有效约束区的特点,为组合结构构件的受力性能分析提供理论依据.     

基于Micro-PIV的不同截面形状微柱群内部流场特性研究

采用显微粒子测速技术（Micro-PIV）对圆形、椭圆形及菱形等不同截面形状错排微柱群绕流流动进行研究,得到了不同雷诺数（Re）下微柱群内部的速度场、流线等绕流流场信息,分析了Re与截面形状对绕流流场结构的影响规律。研究结果表明,微柱体绕流过程中漩涡脱落相对于常规尺度具有一定的滞后性;圆形微柱体背风区最早发生流动分离,菱形、椭圆形次之;随着Re的增大,微柱体尾流区出现涡结构,回流长度逐渐增大,在三种截面形状微柱群绕流流动中圆形截面微柱群的回流长度和回流区域最大。     

立体桁架结构敏感性分析及抗连续倒塌性能

采用ABAQUS动力隐式分析方法,考虑压杆屈曲的影响,对立体桁架结构进行敏感性分析,得到极端荷载作用下结构的连续倒塌破坏模式以及敏感构件、关键构件的分布规律,分析高跨比、跨度和截面形式对立体桁架抗连续倒塌性能的影响。研究结果表明:倒三角截面立体桁架敏感构件为支座附近的上弦杆、A类腹杆和B类腹杆;正三角截面立体桁架敏感构件为跨中下弦杆和支座附近的A类和B类腹杆。关键构件均为支座附近A类腹杆,通过增大关键构件的截面外径,可以有效提高结构的抗连续倒塌性能。在保证相同应力比的情况下,随结构高跨比增加或跨度减少,相同位置杆件的敏感性指标增加,敏感构件分布范围增大。     

部分充填混凝土连续组合梁桥支座处截面极限强度的塑性理论分析

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥是钢箱-混凝土组合梁与矩形钢管混凝土结构结合的一种新型组合结构梁桥.基于一般钢箱-混凝土连续组合梁桥中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯强度、局部稳定性不足的特点,提出了一种部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥,并对其中支座负弯矩区的正截面强度和支座截面抗剪性能进行了塑性理论分析.     

郑少连接线南水北调大桥的设计体会

本文结合郑少高速公路郑州市区航海路连接线新建工程南水北调大桥采用43+60+100+60+43m五跨预应力混凝土变截面连续刚构的设计,介绍了变截面预应力混凝土连续箱梁的特点、尺寸拟定和结构计算。     

蒙特卡罗方法在修正中子俘获反应截面测量中的应用

作者采用MCNP4B程序,对中子俘获截面测量中,由于多次散射、自屏蔽效应等引起的数据歧离修正方法进行了研究.针对在北京大学4.5MeV静电加速器上进行的152Sm(n,γ)153Sm在22~1019keV能区中子俘获截面的测量,对其多次散射及自屏蔽效应修正因子进行了计算.     

薄钢板组合截面PEC柱(强轴)-钢梁(BRS)组合框架抗震性能数值模拟

为研究薄钢板PEC柱-钢梁组合框架的抗震性能,针对1榀2层单跨对穿螺栓端板连接薄钢板组合截面PEC-削弱截面钢梁组合框架结构试验试件,采用有限元软件ABAQUS对其进行水平循环往复荷载下的数值模拟.基于模拟结果,对试件结构滞回特性、水平抗侧刚度、耗能延性和破坏模式等进行分析.研究表明:试件结构具有较高承载力和较大的抗侧刚度;试件层间变形为剪切型变形模式;试件耗能能力主要由梁端削弱截面屈服和PEC柱脚钢构架屈服与混凝土压溃提供,端板对穿螺栓连接及梁端削弱截面实现了梁端塑性铰区远离节点区;试件最终破坏模式为梁端削弱截面和PEC柱脚处形成塑性铰的塑性破坏机构.该结构体系具有良好的抗震延性.     

接管及补强结构在外载荷下的弹性应力

对6台不同d／D比的圆筒形压力容器进行了接管外载荷作用下的试验研究，考察开孔-接管区的变形及其应力分布。结果表明，孔边的应力集中具有明显的局部性，补强圈补强结构有效地改善了筒体-接管区的应力分布情况，横向截面为危险截面。     

二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应

在TJ-2风洞中,测量了5种截面宽厚比(B/D为2.0,2.5,3.0,3.5和4.0)的二维矩形截面柱体的表面风压时程,雷诺数(Re)的变化范围为1.1×105~6.8×105,然后通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了各模型气动力系数的雷诺数效应,分析了模型的平均阻力系数随截面宽厚比的变化规律,并与以往的研究成果进行了对比,最后分析了各模型的气动力系数功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,宽厚比2≤B/D≤4的二维矩形截面柱体的气动特性受雷诺数的影响,且随着截面宽厚比的增大,二维矩形截面柱体模型的气动特性对雷诺数越来越敏感.尾流区的旋涡脱落对模型顺风向脉动风荷载有一定程度的贡献,但横风向升力主要来源于尾流的漩涡脱落.     

钢筋混凝土受弯构件粘贴加固时加固材料最大用量研究

钢筋混凝土结构粘贴加固时,加固材料的最大用量与构件类型、截面配筋情况、加固时构件的受力大小、粘贴材料的种类、混凝土的强度等级等许多因素有关．本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出了确定截面相对界限受压区高度的计算简图,根据这个计算简图,推导了截面相对界限受压区高度的计算公式和加固材料最大用量的计算公式,给出了相应的计算表格、利用这些结果指导实际加固工程,可以取得很好的经济效果。     

部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁抗弯承载力

为了研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区抗弯承载力,完成了3根简支组合梁在负弯矩作用下的弯曲性能试验;分析了影响部分填充混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区结构受力性能的主要因素。通过换算截面原理以及混凝土翼板参与受拉的程度系数m来确定组合梁截面惯性矩与抗弯刚度,推出部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弹性抗弯承载力计算公式;基于简化的塑性理论,得到负弯矩区极限抗弯承载力计算方法,并进行计算值和实测值对比分析。总体而言,充填的混凝土限制了受压部位钢箱的结构变形,能够明显提高钢箱组合梁负弯矩区的弹性工作范围和极限承载力,使钢箱组合梁具有更好的工作性能。     

型钢加固对称配筋小偏心受压柱简化计算方法

针对《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2013)外粘型钢加固对称配筋小偏心混凝土受压柱正截面承载力计算公式较为繁琐的问题,提出了直线拟合简化方法,将截面抵抗矩系数计算公式简化为混凝土相对受压区高度的一次函数,计算型钢加固量时无须求解一元四次方程.直线拟合法计算值与截面抵抗矩系数的理论计算值较为接近,相对误差最大值为5.83%,通过该方法计算所得的型钢面积与文献试验结果符合较好,满足工程精度的要求,可以用于工程结构加固设计.     

Al-Fe-Sn三元系合金相图

本文用x射线衍射分析法,电子探针显微分析法,研究和测定了Al-Fe-Sn三元系合金相图的室温截面。此截面包含有10个单相区,17个两相区和8个三相区。β、γ两个单相没有可查觉的固溶度,截面中没有出现新相。     

新颖波纹截面薄壁圆管的耐撞性

提出一种新颖的波纹薄壁圆形结构,采用数值对比分析方法,分析不同波纹截面形状对薄壁结构耐撞性的影响.结果表明:对于同一外截面形状的波纹,波纹内截面形状的变化使吸能相差10%;外截面是矩形的不同内截面波纹结构的吸能性要高于外截面是圆形的不同内截面波纹结构,其中,外截面为矩形,而内截面为圆形的波纹结构具有最优的吸能性,比外截面为圆形,内截面为矩形的波纹结构的吸能性提高34.5%;波长对薄壁结构的耐撞性也具有较大的影响,波长为7.8 mm的波纹管具有较好的耐撞性;与无波纹结构的圆管相比,外截面为矩形,内截面为圆形的波纹薄壁管在不影响吸能的情况下,可以使峰值力降低50.8%.     

稻瘟菌MgCYP51B基因稀有密码子和mRNA二级结构分析与表达优化

在大肠杆菌中异源表达稻瘟菌CYP51(P450-14DM, MgCYP51B)基因,通过对MgCYP51B进行跨膜区预测和同源模建分析,并截短稻瘟菌CYP51B基因,构建了9种不同的重组表达质粒以实现蛋白表达.结果表明：只有pET28-MgB-83在3种宿主菌中实现了表达,且在BL21(DE3)pLysS中表达量最大.通过对稀有密码子和mRNA翻译起始区二级结构进行分析,发现稀有密码子和mRNA翻译起始区二级结构稳定性对MgCYP51B蛋白的表达都有影响,适用于稀有密码子表达的Rossetta(DE3)并不适用于MgCYP51B基因的最优表达.同时只有翻译起始区二级结构自由能最低的pET28-MgB-83才能实现表达.本研究实现了稻瘟菌MgCYP51B基因在大肠杆菌中的异源表达,证实密码子的偏爱性和翻译起始区二级结构稳定性影响MgCYP51B蛋白表达.     

预制RPC柱降低大跨PC刚构桥跨中长期下挠分析

为解决大跨PC刚构桥跨中长期过度下挠的问题,提出了在刚构桥负弯矩区箱梁底板、跨中顶板加入预制RPC(活性粉末混凝土)柱形成局部RPC-NC(普通混凝土)复合截面的方法.对RPC-NC复合截面柱进行有限元分析,探讨了RPC对减小复合截面柱收缩徐变效应的作用以及RPC与NC间应力重分布规律,同时分析了剪力键受力性能.提出预制RPC柱应用于实桥的设计方案,并通过有限元对比分析加入预制RPC柱对全桥应力、跨中下挠等的影响.结果表明,加入预制RPC柱能明显降低负弯矩区结构转角和RPC附近NC的压应力,使结构成桥后的跨中长期下挠减小53.9%.