大体积混凝土温度应力松弛系数的优化确定

分析了影响混凝土徐变的诸因素,提出估算大体积混凝土徐变度的数学模型;根据国内徐变试验资料,用优化方法确定了公式参数.在此基础上按弹性徐变理论推求出混凝土的应力松弛系数,编制成便于实用的计算表格.算例表明,本文提出的估算方法,在总体上均优于其他公式,可满足工程设计的实用要求.     

考虑滞后弹性由混凝土徐变引起的连续梁次内力计算方法

本文简要介绍西德预应力混凝土设计与施工规范《DIN 4227》中对徐变系数(考虑滞后弹性的徐变理论)计算原则。作者根据滞后弹性变形理论对“有效弹性模量法”中的时效系数ρ和折算系数γ提出修正公式。对考虑滞后弹性由混凝土徐变引起的连续梁(逐跨架设)次内力计算进行了分析讨论。     

超长混凝土框架温差收缩应力计算方法的探讨

采用弹性方法计算超长混凝土框架的温差收缩应力需考虑徐变、开裂等因素造成的应力松弛。工程通过折减构件刚度和折减综合温差来考虑温度应力松弛,文章通过理论推导和数值计算得出,当梁与柱的刚度折减系数相等时,采用折减综合温差代替折减构件刚度较为方便;当梁、柱刚度不同时,宜采用刚度折减法。     

钢管混凝土劲性骨架拱桥收缩徐变影响理论研究

采用混凝土徐变理论、变形协调、中值理论及平衡条件,并考虑混凝土的弹性后效及受四周约束作用的徐变特性,导出了混凝土徐变、收缩引起的截面应力重分布的表达式。公式简单,应用方便,并对万县长江大桥收缩、徐变模型试验进行分析,所得结果与模型试验较为吻合,同时指出了影响该桥型应力的主要因素。     

有初应力的钢管混凝土轴压柱设计计算方法研究

应用有限元计算方法,对有初应力的钢管混凝土轴压柱容许应力法和极限状态法中所对应的弹性极限荷载和塑性或稳定极限荷载进行了数值计算分析.分析表明,一般情况下钢管与管内混凝土不可能同时达到容许应力.传统的容许应力法计算的弹性极限荷载连两种材料的弹性极限荷载的简单叠加都无法达到,更不用说组合作用使承载力提高的部分了,因此,它存在着明显的不合理之处.建议定义钢管混凝土轴压构件弹性极限荷载为钢管的最大应力达到屈服应力时所对应的荷载.初应力的存在使构件弹性极限承载力下降明显,而对塑性或稳定极限荷载的影响相对不大.初应力度越大,构件弹性极限承载力与其塑性或稳定极限承载力的比值越小,以弹性极限荷载为控制的容许应力法计算结果越保守.对于钢管混凝土拱桥,其初应力度一般较大,设计计算建议采用极限状态法.     

从局部应力应变研究缺口试件疲劳极限应力图线

本文把缺口局部循环应力集中及应变集中的近似分析方法与传统的缺口疲劳敏性概念相结合,并将其推广,由此建立起从光滑试件的疲劳极限应力图线计算缺口件疲劳极限应力图线的近似公式。该式表明,缺口根部局部屈服导致实际平均应力松弛,松弛情况与应力集中程度、材料循环应力应变关系以及宏观应力状态等因素有关,不能一概不考虑应力集中对平均应力的影响。与试验结果相比较,依本文介绍的公式计算出结果是令人满意的,可供常规疲劳强度设计计算时参考。     

Hashin-Shtrikman弹性模量边界的转换

当孔隙内介质为流体时,用经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型估算线弹性各向同性双相孔隙介质整体弹性模量将存在问题。首先基于整体介质与宏观各向同性组分满足的应力和应变组分关系,推导出整体介质弹性矩阵与组分弹性矩阵之间的显式关系,联合其应变关系,定义和分析了对应的两个系数张量,并据此导出了相关场变量位于统一坐标系时整体介质体积模量与剪切模量的关系;然后将经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型与上述关系式结合,得到4个新的整体介质弹性模量的估算公式,再与原始的Hashin-Shtrikman弹性模量边界进行了比较,最后针对饱和水纯净砂岩介质进行了试算。结果显示,孔隙介质整体与组分的应力应变、弹性矩阵以及弹性模量之间存在组分加权关系;新的弹性模量表达式计算值在组分弹性模量满足一定条件下位于原始的Hashin-Shtrikman边界内,这在一定程度上弥补了经典Hashin-Shtrikman边界模型对于整体弹性模量特别是孔隙度小于20%时剪切模量估算的不足。     

Hashin-Shtrikman弹性模量边界的转换

当孔隙内介质为流体时,用经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型估算线弹性各向同性双相孔隙介质整体弹性模量将存在问题.首先基于整体介质与宏观各向同性组分满足的应力和应变组分关系,推导出整体介质弹性矩阵与组分弹性矩阵之间的显式关系,联合其应变关系,定义和分析了对应的两个系数张量,并据此导出了相关场变量位于统一坐标系时整体介质体积模量与剪切模量的关系;然后将经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型与上述关系式结合,得到4个新的整体介质弹性模量的估算公式,再与原始的Hashin-Shtrikman弹性模量边界进行了比较,最后针对饱和水纯净砂岩介质进行了试算.结果显示,孔隙介质整体与组分的应力应变、弹性矩阵以及弹性模量之间存在组分加权关系;新的弹性模量表达式计算值在组分弹性模量满足一定条件下位于原始的Hashin-Shtrikman边界内,这在一定程度上弥补了经典Hashin-Shtrikman边界模型对于整体弹性模量特别是孔隙度小于20%时剪切模量估算的不足.     

侧向均布剪应力作用下双模量悬臂梁的弹性解

利用弹性理论研究了双模量悬臂梁在侧向均布剪应力分布载荷作用下的平面应力问题,推导出了悬臂梁的应力公式.并把该应力公式的计算结果与有限元法的计算结果进行了比较,验证了双模量悬臂梁的应力公式是可靠的.算例分析表明:双模量悬臂梁的拉压区的弯曲应力随着双模量悬臂梁的长高比的增大而增大;采用相同弹性模量弹性理论研究双模量悬臂梁平面应力问题时,得到的弯曲应力公式与材料的弹性模量无关;采用双模量弹性模量弹性理论研究双模量悬臂梁平面应力问题时,得到的弯曲应力公式与材料的弹性模量有关.双模量悬臂梁材料的拉压弹性模量相差较大时,平面应力问题计算应采用双模量弹性理论.     

应力历史影响下混凝土应力的激光超声检测

为了探讨应力历史对激光超声技术检测混凝土应力状况的影响,应用声弹性技术原理,开展了基于激光超声的混凝土试件单轴循环加载试验,分析了应力历史对声弹性效应的影响。试验结果表明,多次循环荷载作用后瑞利波速度与应力在荷载循环阶段表现出稳定的正比例关系。由实测瑞利波相对波速与应力拟合得到的声弹性系数可用于计算混凝土试件绝对应力,计算误差受历史应力影响,声弹性公式的应用表现出一定的局限性。根据试件从无应力状态重新加载直至破坏状态这一阶段非绝对线性的波速—应力曲线,利用70%的极限应力定义了混凝土构件的安全系数并构建了安全系数与应力状态的模型,提出了一种基于激光超声的混凝土应力状况判别方法,对混凝土绝对应力的计算结果加以补充判断,为混凝土应力状况的检测与评价提供参考。     

确定应力边界条件的两种方法

弹性力学问题中，确定应力边界条件有两种方法——比较法和公式法。比较法就是当边界面与坐标轴平行或垂直时，将微元体“移到”边界附近，把应力与边界面上的面力进行比较，从而求出应力边界条件。公式法就是当边界面与坐标轴成一般角度时，先求出边界面的外法线与坐标轴的方向余弦，再代公式。两种方法各有优点，它们是相通的，是特殊与一般、个性与共性的关系。     

考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法

在大体积混凝土应力场计算中,混凝土的弹性模量和徐变变形都与温度有关,温度场应力场存在耦合现象.根据温度损伤和温度对徐变的影响,建立了考虑温度影响的混凝土弹性模量表达式和徐变应变计算的递推公式.应用粘弹性与损伤耦合和正交各向异性损伤理论,描述了混凝土在高应力水平下的非线性徐变特性和由于微裂缝扩展引起的刚度退化与应变软化,建立了考虑温度影响的大体积混凝土结构应力场分析的有限元表达式.将这一结果应用于沙牌拱坝应力场计算中,考虑温度影响后,发现坝体局部应力可能出现恶化,对开裂控制不利.     

正交异性光弹性实验应力分析的矩阵理论

应力-光定律是光弹性实验应力分析的基本理论。从正交异性光弹性的物理机制出发,运用矩阵理论,建立了正交异性光弹性应力-光定律,讨论了正交异性光弹性试验方法。     

应变计组的应力应变转换

为提高应力应变转换最终应力结果的准确度,根据应力应变转换的一般步骤,分析了其中基准时间选取、无应力计可靠性分析、徐变参数公式拟合、应力增量加载方式和应变计组平衡等关键问题,结果表明:基准时间选取缺少一个科学合理的定量原则;无应力计可靠性分析缺少一个可行的分析评判准则;徐变参数公式拟合应该采用全局优化算法;应力增量加载方式应该采用中点瞬时加载终点结束,得到终点时刻应力的方式;对于应变计组平衡问题,基于概率论将平衡问题转化成最优化问题,提出了最优化平衡法,数学实验结果证明该方法是一种科学合理的平衡方法。     

徐变对钢管混凝土拱桥拱肋截面应力重分布的影响

采用混凝土徐变理论及有限单元法,并考虑混凝土的弹性后效及混凝土受四周约束作用的徐变特性,对任意形状拱肋截面的钢管混凝土拱桥的应力重分布进行研究,推出短期荷载作用下截面应力和在长期荷载作用下应力重分布的半解析表达式,提出要应的分析及实施步骤,分析表明,徐变对钢管混凝土拱桥的截面应力重分布非常显著,如与外荷截作用下的应力相叠加,则可能会恶化结构构件的工作。     

利用初应力法计算高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力

早期混凝土由于水化反应都会产生体积变化。如果体积变形受到约束就会产生应力,一旦超过混凝土的抗拉强度就会产生裂缝。由于早期混凝土的力学性能是随时间变化的,特别是徐变,它不仅与加载时间有关而且同时随龄期而变化,因此计算早期混凝土结构应力是较为复杂的问题。有限单元法不仅可以考虑混凝土刚度的变化,而且可以考虑温度、徐变、收缩等因素。本文利用初应力法对通用有限元软件ANSYS进行了二次开发,通过工程实例计算了高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力的变化过程,并提出了相应的抗裂措施。     

约束状态下混凝土拉伸徐变模型

为准确计算混凝土收缩变形在受到内、外部约束情况下产生的拉应力,评估混凝土收缩开裂风险、提高结构物耐久性,该文基于浇筑后混凝土的约束应力及应变试验,研究了混凝土约束状态下的拉伸徐变行为。研究结果表明:约束状态下的混凝土具有较大的流动徐变变形,建立在压缩徐变试验基础上的传统徐变模型不能够精确预测约束状态下混凝土的应力发展。研究根据混凝土实测约束应力-应变数据对传统模型进行改进,建立了更能代表实际工程情况、能够用于混凝土约束应力计算的徐变及松弛模型。     

线性分布荷载作用下双模量简支梁的Kantorovich解

利用Kantorovich法研究线性分布荷载作用下双模量简支梁的平面应力问题,推导简支梁的应力公式,并将该应力公式计算结果与有限元法计算结果进行比较,验证双模量简支梁的应力公式的可靠性.研究结果表明:双模量简支梁的应力公式是可靠的;对于线性分布荷载作用下双模量简支梁的平面应力问题的求解,不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用双模量弹性理论.     

煤矿立井井壁与围土相互作用的实验研究

在自行改造、加工的高应力单剪仪试验系统上对饱和砾砂、粗砂、中砂、细砂同混凝土界面的剪切特性进行了一系列试验研究.通过对试验数据的分析发现,高应力下界面的本构关系可以采用非线性弹性-理想塑性模型,非线性弹性阶段与双曲线模型较一致,界面的强度准则符合无粘聚力的库仑公式,在此基础上导出了界面单元的弹塑性矩阵.对包括弹性和塑性2个变形阶段的情况,采用初应力法得到了修正的弹塑性矩阵.     

基于影响矩阵法的无应力状态法调索实践

文章以某系杆拱桥为工程背景,将影响矩阵法与无应力状态法相结合,探索其在工程实践中的应用.以设计吊杆内力为成桥目标,采用影响矩阵法计算合理吊杆张拉力值,以此为基础计算调索前后吊杆的无应力长度变化量,用来指导施工过程中的二次调索,让桥梁达到合理设计成桥状态.结果 表明:运用影响矩阵法与无应力状态法相结合的调索方式能够达到设...