管廊工程钢渣配重混凝土材料设计与结构受力仿真分析

为了解决废弃钢渣污染环境、占用大量土地等问题,用钢渣做配重钢渣混凝土不仅能减少废弃钢渣带来的负面社会问题,而且还能改善管廊结构受力。依托阜平县管廊工程,通过室内试验与结构受力仿真分析,对不同配合比钢渣混凝土的工作性能进行了监测,分析和模拟了管廊变形特性与位移大小。研究结果表明,钢渣混凝土最佳配合比设计为水胶比32.7%、砂率33.3%、细集料占比30%~35%;对比分析管廊受力,掺配钢渣时底部梁承受的弯矩为4.571kN·m,未掺加钢渣时底部梁承受的弯矩为34.125kN·m,是掺加钢渣配重混凝土时所受弯矩的8.5倍;对比分析管廊工程变形可知,掺配钢渣时管廊底部梁处发生的最大位移为10.858mm,未掺加钢渣时管廊底部梁处发生的最大位移为110.921mm,二者相差10倍。管廊配重混凝土掺加钢渣不仅能减小管廊所承受的弯矩,而且还能减小管廊的竖向变形,对提高管廊结构稳定性具有重要意义。     

交叉梁系结构的矩阵分析法

通过寻求交叉梁系力法分析过程的规律,利用其结构本身的几何特点,引进矩阵运算,将求解多余力的正则方程及系数、各梁的弯矩和交叉点的位移表达成统一形式,使结构分析规范化,避免弯矩图的绘制和繁琐的计算,大大有利于计算机求解。与有限元法相比,方程阶数降低了一半以上。本法适于分析纵横梁正交、四角简支或某边简支的一般交叉梁系,能够求解多余力、各梁弯矩和交叉点位移。同时,对对称结构相应导出了更简单的计算公式。     

求解经典梁弯矩的两种正则化方法

在计算结构力学中,应力(弯矩)的数值求解有很大的实用价值．本文以经典梁问题为典型模型,先用位移型有限元求出变形位移场,然后通过这些有误差的数据,利用正则化思想,构造出求解梁弯矩的两种新型数值求解方法．理论分析和数值模拟都证明了算法的有效性和合理性．     

桩锚支护结构冠梁位移及桩身弯矩试验研究

通过对邯郸市某深基坑桩锚式支护结构冠梁位移及桩身弯矩的计算与现场实测,研究分析了深基坑开挖过程中冠梁变形特征及桩身弯矩的分布和变化规律。在现场实测结果和理论计算结果对比分析的基础上对理论计算提出合理建议,为桩锚支护结构设计提供依据。     

独塔自锚式悬索桥地震响应分析

以佛山市平胜大桥为研究对象,采用空间非线性有限元法,研究了独塔自锚式悬索桥的地震响应特性;考虑了一致输入、行波输入、多点输入这3种地震动模式以及多种地震波组合,并就塔梁不同连接方式对结构响应的影响进行探讨.研究结果表明:行波效应对主梁位移响应影响较大,使得横向位移增大近80%,竖向位移增大约150%,而对结构内力影响不明显;竖向地震动分量使主塔轴力和主梁弯矩明显增大;与塔梁通过滑动支座连接相比,塔梁通过固定支座连接时主梁纵向位移显著减小,主塔弯矩显著增大,因此,在进行独塔自锚式悬索桥的抗震设计时,可在塔梁处增设阻尼器,以达到减震效果.     

水平荷载对底框结构底部弯矩的影响

把整个多高层建筑看成是一个倒插在地上的悬臂梁,采用梁弯曲理论,计算底部柱顶的轴向力和水平位移,由于水平位移的出现,从而使柱子产生了不可忽略的弯矩。     

飘浮体系连续主梁两端简支多跨斜拉桥的二阶静力分析

本文以梁的振型函数为位移试函数,基于最小势能原理,采用拉氏乘子法强制满足桥墩处主梁的位移条件,对斜拉桥拉索的轴力,塔架和主梁的弯矩,轴力及挠曲位移作了计算。文中考虑了梁、塔的轴向力对挠度的影响(即梁——柱效应),采用牛顿迭代法修正求解。由于利用了梁振型函数的正交性,刚阵形成简单。计算实例表明,只需取试函数的前几项迭代3—5次,使可得到较满意的解答。本法计算量,未知量均很少,可在微机上求解。     

基于剪力滞效应研究箱型梁的附加弯矩和挠度

利用多项式建立箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元模型,通过箱型梁翼缘板的纵向转角位移差函数建立附加弯矩和附加挠度计算公式,计算分析宽高比、宽跨比、高跨比等因子对箱型梁截面的附加弯矩和附加挠度的影响。结果表明,利用一维离散有限元法计算分析箱型梁附加弯矩和挠度的精度较高,结果可靠。箱型梁宽跨比或宽高比增大时,剪力滞效应所产生的附加弯矩对箱型梁的影响随之增大。箱型梁翼缘宽度对附加弯矩和附加挠度的影响较大,而箱型梁高度能够显著提高箱梁截面的抗弯刚度。     

采用拉索减震支座的斜拉桥地震易损性分析

利用易损性方法对斜拉桥设置拉索减震支座与否进行了细致的研究,并得到了塔底弯矩和墩梁位移的易损性曲线.通过基于概率的分析研究表明,拉索减震支座能够有效地限制墩梁的相对位移,同时还能够适当地减小塔底的弯矩.对斜拉桥安装拉索减震支座的减震机理进行探讨表明,依靠摩擦增加阻尼以及通过拉索改变地震力的传力路径是减小斜拉桥地震响应的主要方式.     

刚性路面接缝传力杆挠度解析计算

采用能量变分原理推导了双参数地基梁平衡微分方程以及相应的边界条件,进而求得基于双参数地基梁理论的传力杆挠度解析通解.通过算例与传统单参数地基梁理论计算结果进行了比较,表明与单参数地基相比,双参数地基更能真实模拟刚性路面中混凝土对接缝传力杆的支承和约束,单参数地基是双参数地基的特例,传力杆受力分析时,剪切力和弯矩对传力杆挠度的影响同等重要,传力杆受力分析中,杆端弯矩和剪切力应同时考虑,传力杆宜采用弯剪梁模型.     

剪切变形对齿状简支梁挠度的影响

根据广义位移计算的一般公式导出剪力对齿状简支梁挠曲变形影响的计算方法，根据对梁的齿数、齿形、齿高、高跨比及荷载类型等影响剪力与变矩引起的变形比的主要因数之分析和与等截面矩形梁的比较，得出一个简便的计算方法和几条有用的结论。     

三维地震作用下板锥柱面网壳结构的力学性能

以两纵边支承的板锥柱面网壳结构为研究对象,基于几何非线性有限元法,运用时程分析法计算板锥柱面网壳结构在三维地震作用下的地震响应,研究了板锥柱面网壳结构在动力作用下的位移和内力分布规律,同时分析了此结构在地震作用下的支座反力特点,并且得出了一些有价值的结论,为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

某双曲抛物面钢网壳屋盖可靠性分析

采用ＳＡＰ５结构分析程序,对３种不同边界约束假定下的某不规则四边形双曲抛同钢网壳屋盖分别进行内力计算分析。结合实际工程的静载试验,对比理论计算与实测挠度分析,验证理论计算结果的准确性及工程设计的可靠性。     

流场中有限长纵横加筋圆柱壳声辐射

研究流场中加环肋和纵骨的有限长圆柱壳在简谐径向点激励下的声辐射.把环肋和纵骨等价为线反力和反力矩作用在柱壳内壁,将反力和反力矩表示成位移的函数.基于Flügge薄壳理论,推导了壳体的流固耦合振动方程,计算了其表面振动速度级和辐射声功率级.还分析了纵骨和环肋对圆柱壳声辐射的影响.     

一种新型的分析框剪结构的单元——层单元

构造一种能模拟一层框-剪结构的新型分析方法——层单元.采用杆单元法、层单元法和解析公式,分别计算不同结构刚度特征值的等刚度框-剪结构,在不同的外荷载作用下的内力和位移;采用杆单元法和层单元法,计算不同结构刚度特征值的变刚度框-剪结构,在均布荷载作用下的内力和位移.与杆单元法比较,层单元法能显著地减少输入、输出数据和计算量,计算误差小于3.5%,     

板锥柱面网壳结构地震响应的动力时程分析

基于有限元法,以两纵边支承的板锥柱面网壳结构为研究对象,运用时程分析法分别计算板锥柱面网壳结构在水平地震和竖向地震作用下的地震响应,分析研究了板锥柱面网壳结构在动力作用下的位移和内力分布规律,结果表明,其竖向地震反应要大于其在水平向地震作用下的地震反应。同时分析了此结构在地震作用下的支座反力特点。在此基础之上,得出了一些有价值的结论,为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

肋环型单层曲板网壳结构的风振响应及等效静风荷载

分析了肋环型单层曲板网壳结构的风荷载和风振响应,并对采用不同方法计算结构等效静风荷载的精度进行了比较.风洞试验结果表明:肋环型单层曲板网壳结构屋面主要受负风压作用;但在90°风向角下,由于体育馆受前方入口建筑的影响,屋盖边缘局部出现正风压.风振响应分析结果表明:有多阶振型参与结构的风致振动,高阶模态影响不可忽略;为保证结构表面所有节点位移准确,结构的模态耦合项不能忽略.但如果只保证较大位移处的准确性,忽略模态耦合项的SRSS方法也是可取的.利用LRC惯性力法和改进LRC方法计算肋环型单层曲板网壳结构的等效静风荷载,可以保证所有风向角下节点的最大位移等效,但不能保证所有节点的位移等效.     

腰子形薄壳在内压作用下内力和变形的一种实用计算方法

本文利用对称性、能量原理和板条梁对“腰子形薄壳”的计算进行简化,给出了“腰子形薄壳”在内压作用下内力和变形的一种实用计算方法。该方法避免了求精确解的繁冗计算,具有一定的精确性,能满足工程初步设计的要求。     

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.