双参数地基模型下预应力闸室底板计算方法研究

闸室底板是闸室结构容易开裂的部位,目前国内外对预应力闸室底板计算方法的研究较少。为了更好的研究预应力闸室底板变形以及受力特征,该文在双参数地基模型下对闸室底板施加预应力,通过构造三次样条插值函数把预应力荷载转化为等效节点荷载,用计算普通弹性地基梁的方法计算预应力闸室底板。计算结果表明,给闸室底板布置合理的预应力形式能够达到减小地基不均匀沉降和闸室底板的内力的目的,对预应力闸室结构的设计具有指导意义。     

弹性地基梁单元的等效结点荷载

推导了Ｗｉｎｋｌｅｒ弹性地基梁单元的固端弯矩和等效结点荷载的计算表达式．考虑的荷载条件有三种：跨内集中弯矩、跨内集中横向荷载和部分分布的均布荷载．为了分析地基相对刚度对等效结点荷载的影响，对不同地基相对刚度条件下的固端力和等跨普通梁单元进行了对比，表明弹性地基梁的固端力总是小于普通梁单元，但在地基相对较软弱时，弹性地基梁和普通梁的固端力差别很小     

对称荷载作用下弹性地基梁的傅里叶级数解

考虑地层位移荷载及梁与地基可能产生的脱空,针对长度在沉降槽内和长度延伸到沉降槽外的2种梁建立了弹性地基梁对称问题的数学模型.利用阶梯函数及脉冲函数,在所建数学模型基础上推导了求解弹性地基梁挠度的傅里叶级数系数的线性方程组,提出了计算方程组中脱空范围这一多余未知量的迭代步骤,利用有限元数值解对傅里叶级数解进行了验证.结果表明,傅里叶级数解精度高,可以作为带有脱空弹性地基梁问题的解析解,要达到相同的精度,傅里叶级数解的计算量远比有限元解的计算量小.此外,脱空范围的大小,不随级数项数的多寡而改变.傅里叶级数解法不但精度高,而且能够灵活处理不同形式的荷载,是求解复杂荷载条件下弹性地基梁问题的有效解析方法.     

山区高速公路岩体边坡稳定性处理技术

在分析岩体边坡稳定性的基础上,建立受非均布线形荷载作用的地基力学模型,应用叠加原理推导出岩体表面在上述荷载作用下,预应力锚索-地梁结构中垂直于梁轴线的平面内的地基中深z处的应力和位移计算公式,为研究预应力锚索-地梁结构在岩体中传递规律提供了理论基础.并以湖南省常张高速公路K123＋160-K123＋369边坡为实验区域,现场实验得出在对锚索施加预应力后,锚索预应力通过地梁传递给被加固的岩土体,其传递方式在垂直于地梁轴线的平面内是以梁轴线与该平面的交点为端点的近似橢圆的等值面形式由内向外呈逐渐衰减趋势分布的.藉此证明预应力锚索-地梁结构在山区高速公路岩体边坡中是一种可靠的处理技术.     

弹性半空间地基上梁的静力弯曲解析解

将弹性半空间地基受任意横向荷载作用下的静力位移积分变换解与两端自由梁的弯曲解析解相结合,采用三角级数展开的方法,对地基反力不做任何假设,求得了弹性半空间地基上两端自由梁受任意横向荷载作用下的解析解,包括梁的挠度、弯矩及梁与地基之间的接触反力.并对一些算例进行了计算分析.研究表明:计算结果与数值方法得到的结果吻合良好,取消Winkler地基模型或双参数地基模型的假设后,得到梁的内力及梁与地基之间的接触反力更合理、更精确.     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为了揭示在不同预应力等级下碳纤维布对混凝土梁力学性能的影响,解决碳纤维布拉伸不均匀等问题,本文采用自主发明的拉伸设备进行钢筋混凝土梁抗弯性能试验,对预应力碳纤维布、普通碳纤维布及不同预应力水平碳纤维布的屈服荷载、极限荷载、钢筋应变、挠度等进行比较,并采用有限元模拟进行分析。研究表明,使用预应力碳纤维布加固混凝土梁能够有效提高工作性能,施加预应力越大,效果越明显。     

均布荷载下锈蚀后预应力钢骨混凝土梁的滑移计算

利用弹性理论,结合预应力钢骨混凝土梁的受力特征,建立了同时考虑预应力增量和钢材锈蚀率影响的滑移微分方程,给出了均布荷载下梁滑移计算的理论公式.讨论了钢骨锈蚀率、荷载、钢筋锈蚀率及预应力增量对滑移的影响,并给出了计算滑移的简化公式.计算结果表明,均布荷载下交接面的滑移随着钢骨锈蚀率和荷载的增大而增大,钢筋锈蚀率和预应力增量对梁滑移的影响相对较小.     

预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理

建立受非均布线形荷载作用的地基力学模型,应用叠加原理推导出预应力锚索-地梁结构中垂直于梁轴线平面内的地基中深度z处的应力和位移计算公式,为研究预应力锚索-地梁结构在岩体中的传力规律提供理论依据.以溆怀(湖南溆浦—怀化)高速公路K24+233～K27+89边坡为实险区域研究预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理.研究结果表明:在对锚索施加预应力后,锚索预应力通过地梁传递给被加固的岩土体,在垂直于地梁轴线的平面内,其传递方式以梁轴线与该平面的交点为端点的近似椭圆的等值面形式由内向外呈逐渐衰减趋势分布；两地梁周边岩体中的压应变随深度增加由小到大增至峰值,然后逐渐衰减为0,这种分布形式与理论结论一致.     

缓粘结预应力混凝土T梁预应力效应分析

进行了2根预应力混凝土T梁的长期试验,通过对2种不同预应力施工工艺的混凝土梁在预应力施加后21 d的观测,研究了混凝土梁的跨中应变、预应力损失、挠度等方面的内容并进行了对比,在叠加法的基础上提出了计算存梁期间预应力混凝土简支梁挠度的理论方法.试验结果表明,缓粘结预应力梁与普通预应力梁的实测应变、挠度值发展规律基本相同.通过计算值与理论值的分析比较,验证了本试验理论计算的可靠性和精度,表明缓粘结预应力梁在存梁期有着与普通预应力混凝土梁相同的预应力效应.     

广义支承端弹性地基梁的基本解及应用

为了解决弹性地基梁在不同边界条件下,和不同的荷载工况下需要分别进行求解这一难题,引进了广义支承端弹性地基梁的概念,选择了其对应的基本系统,推导了基本系统的基本解。在基本系统与实际系统之间,采用修正的功的互等定理法,得到了具有广义支承端的实际系统的挠度曲线。通过具体算例,计算了两端刚性固定受均布荷重作用的弹性地基梁的挠曲线、转角、弯矩和剪力方程。研究结果表明:广义支承端弹性地基梁涵盖了实际可能存在的弹性地基梁的各种边界条件,及尽可能多的荷载工况,工程中遇到的实际弹性地基梁问题都是它的特例,因此运用该方法可以直接得到某一具体弹性地基梁问题的解答,而无需进行复杂的推导计算。