考虑压杆稳定性的桁架拓扑优化设计

目的 初探用进废退思想在桁架拓扑优化设计中的应用,开发相应的优化程序并用算例进行验证。方法 在桁架拓扑优化设计中考虑结构中受压杆的稳定性,同时考虑材料应力约束和压杆的稳定应力约束,通过杆件的实际受载情况及其应力约束值来调整各杆件的截面积,剔除优化结果中截面积小于阈值的杆件,以得到最优的拓扑结构和杆的截面大小,使各杆在保证结构稳定的前提下各尽所能,物尽其用。结果 优化结果表明桁架达到减重和安全稳定的     

压杆稳定可靠性优化设计

在稳定可靠性设计理论和优化设计方法的基础上,讨论了压杆稳定可靠性优化设计问题,提出了压 杆稳定可靠性优化设计的计算方法。在基本随机参数的前两阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现压杆 稳定可靠性优化设计,迅速准确地得到压杆稳定可靠性优化设计信息。     

Q690高强钢焊接箱形截面轴压构件局部稳定性分析

高强钢焊接箱形截面轴压构件已被广泛应用于钢结构工程中.本文利用ANSYS分析软件建立了考虑局部几何初始缺陷和焊接残余应力的有限元模型,对Q690高强钢焊接箱形轴压短柱构件进行有限元分析.对比已有试验数据,验证了所建立有限元模型的可靠性.利用有限元模型进行参数化分析,并对Q690高强钢焊接箱形轴压构件进行局部稳定分析.采用直接强度法（DSM）,给出了适用于Q690高强钢焊接箱形轴压构件局部稳定的设计公式.     

钢桥面板U肋与盖板焊缝构造细节疲劳性能评估

为了评估正交异性钢桥面板U肋与盖板焊缝构造细节的疲劳性能,以九江长江公路大桥钢箱梁实际结构为研究对象,设计疲劳试样进行疲劳试验,得到用于该构造细节处疲劳寿命评估的失效概率分别为50%及2.3%的Δσ-N(应力幅-循环次数)曲线,参照欧州EC.3规范规定,将所得疲劳曲线延长至长寿命区,提出适合该细节处的疲劳设计曲线及其方程。依据实测车辆荷载谱及简化的钢桥有限元模型,选择合理的加载方式与荷载冲击系数,计算得到构造细节疲劳关注点的应力-时间历程曲线及名义应力谱,并对该构造细节的疲劳寿命进行评估。研究结果表明:在实测车辆荷载谱作用下,该构造细节处最大应力幅为45.39MPa,小于疲劳截止限,该细部构造满足疲劳设计要求;研究成果可为公路大桥维修保养和健康监控等提供参考依据。     

钢压杆稳定的直接设计法研究

根据钢结构设计理论及规范,提出了钢结构压杆稳定设计的直接计算法,摒弃传统设计的折减系数法,并考虑了残余应力对压柱的影响,避免了采用试算法的反复运算。本文通过实例进一步说明该设计方法的优越性。     

带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁力学性能试验研究

对一根带加劲肋的钢-混凝土组合蜂窝梁进行了模型试验,考察了该结构在不同荷载作用下的受力和变形特点.试验表明,由于剪力次弯矩的影响,组合蜂窝梁孔口截面将先于翼缘板进入屈服,其对变形的影响也不可忽略.基于空腹桁架计算理论,考虑加劲肋的影响,推导了组合蜂窝梁应力的计算公式,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,理论计算方法可以较为准确地反映圆孔边缘应力的分布规律,弯剪作用下最大应力出现在圆孔截面150～165°处.同样采用空腹桁架方法推导了组合蜂窝梁挠度的计算公式,与试验结果、有限元结果和规范建议方法进行了对比,各结果吻合良好,本文计算公式可为组合蜂窝梁正常使用阶段的挠度验算提供参考。     

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.     

十字形截面轴心钢压杆的扭转屈曲

十字形截面轴心钢压杆有必要进行扭转屈曲的验算,计算方法宜采用换算长细比法。对四类常见十字形截面轴心压杆的弯曲屈曲和扭转屈曲承载力进行了比较分析,得出十字形截面轴心压杆由扭转屈曲控制设计的条件,并利用截面特性近似值得出了剖分工字钢焊接十字形截面轴心压杆扭转屈曲的实用设计公式,可供广大科研及设计人员参考。     

正交实验法薄壁压杆截面稳定性的优化

针对薄壁结构在工程中失稳破坏的问题,采用ANSYS软件对薄壁压杆双重非线性稳定进行分析,以薄壁压杆工字形截面尺寸为稳定极限载荷的影响因子,通过正交实验方法设计实验,得到了各个因子影响的显著性。翼缘宽度对稳定极限载荷的影响最大,翼缘厚度次之。最后依据多元线性回归原理建立了薄壁压杆稳定数学模型并对截面进行了优化设计,稳定极限载荷提高了30%。     

变刚度薄壁杆件的动力稳定性

采用有限单元法,研究无阻尼条件下受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题,承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件,其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变。因此,所研究的问题在本质上为变刚薄壁杆件的动力稳定性问题。用有限单元离散变刚度薄壁杆件,通过公式变换,将无阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程转化为Mathieu方程,应用Matlab程序设计语言编制程序,确定在轴向周期性动力荷载作用下,变刚度薄壁杆件可能发生的相应于弯曲振动,扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域,并给出相应的结论。     

天兴洲大桥主桥钢桁梁节间长度研究

在特大桥桥型方案的比选过程中往往忽略对节间长度的比选，这样所设计桥梁不一定是最优方案。详细介绍天兴洲大桥钢桁梁节间长度的比选过程，确定最佳节间长度，同时论述了节间长度比较的重要性。     

The study of temperature effects on steel box girder for Taizhou Bridge

Using the temperature gradient which was proposed by continuously measuring on flat steel box girder of Runyang Bridge, temperature effects of flat steel box girder was studied for Taizhou Yangtze River Bridge. With three temperature gradient models (JTG D60-2004 specification, BS5400 specification and the temperature gradient which was proposed in this paper), the control sections stress was calculated by finite element program ANSYS. The calculated result indicates that the temperature gradient that was put forward in JTG D60-2004 specification and BS5400 specification for calculating stress of flat steel box girder was not suitable to apply to flat steel box girder. The temperature gradient on flat steel box girder which was proposed in this paper was reasonable.     

下承式X型双肋拱内倾角度对横向稳定性影响研究

运用空间有限元法,分析了下承式X型双肋拱桥各结构参数与合理内倾角度的关系.通过回归方法,得出了下承式双肋拱桥拱肋合理内倾角度的近似表达式.结果表明:对于下承式双肋拱桥,拱肋内倾时能否提高拱的横向稳定性与拱系的宽跨比、横系梁在拱肋切向平面内的抗弯刚度、横系梁的数量等参数有关.当采用合理内倾角度时可有效提高拱的横向稳定性,并取得较好的经济效益.     

武汉天兴洲大桥夏季混凝土施工的温度控制技术

在分析夏季高温对混凝土性能影响的基础上,结合武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥的夏季混凝土施工实际,提出夏季混凝土施工中和施工后混凝土温度的控制方法,确保混凝土的质量。     

截锥形直杆的动力稳定性研究

研究了截锥形直杆在竖向振动力作用下 ,杆件参数共振和动力稳定性问题 ,分析了截锥形直杆和等截面直杆对杆件动力性能的影响 ,提出了一种分析杆件动力稳定性的理论方法 ,方法简明易用 ,便于掌握 ,并提出了在实际工程中减小共振的一些措施 ,为结构的动力分析与设计提供参考依据     

设置斜肋方形薄壁钢管混凝土轴压短柱研究

为改善薄壁钢管混凝土柱力学性能,提出设置斜肋方形薄壁钢管混凝土柱的结构形式.根据无肋、单向设置斜肋和双向设置斜肋3种截面形式、2种截面尺寸的18个薄壁钢管混凝土轴压短柱试验结果,比较和分析了各试件的试验现象、破坏模式及荷载位移曲线等.结果表明:薄壁钢管混凝土短柱以剪切破坏模式为主;肋与混凝土在试件破坏之前,均能保持良好粘结.设肋的短柱能达到较高的极限承载力,与无肋的试件相比,单向设置斜肋短柱的极限承载力提高了18%,双向设置斜肋的提高了29%.采用大型有限元程序ABAQUS6.4对每个试件的试验全过程进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.通过数值计算,研究了截面尺寸相同的素混凝土短柱及无肋、单向、双向设置斜肋薄壁钢管混凝土轴压短柱的柱中截面混凝土纵向应力的分布规律,为进一步开展设肋短柱研究工作提供了依据.     

一种变截面杆的超声弯曲振动分析

利用直杆弯曲振动的Timoshenko理论,求出等厚度矩形对称变截面指数杆弯曲振动的振型函数以及四种边界条件下的频率方程。这四种频率方程的边界分别是:固支—自由, 自由—自由,固支固—支,简支—简支。同时又给出了在超声振动情况下谐振长度的表达式,并对两端自由杆超声弯曲振动的变帽作用作了详细讨论。     

天兴洲三主桁斜拉桥不同主梁纵向约束方式结构特性分析

结合拟建的天兴洲三主桁公铁两用结合梁斜拉桥,建立了大跨度公铁两用斜拉桥空间计算模型,并对其在恒载、活载、温度作用下静力性能进行了研究.重点探讨了不同主梁纵向约束方式对大跨度公铁两用斜拉桥静力性能的影响以及主梁合理纵向约束刚度.计算结果表明:对主梁设置合理纵向约束刚度,能使结构的受力性能得到改善.图2,表17,参5.     

大断面箱涵施工中管棚的承载作用机理分析

分析了大断面箱涵施工中管棚的作用机理,并结合工程实际验证了管棚的承载作用,为箱涵顶推施工中管棚支护提供了理论依据。