垂直腹杆体外预应力索受力性能试验

以普通弹簧模拟预应力索,按撑杆数、载荷步距及垂跨比的不同对索施加竖向荷载,进行7组试验,测试索的长度、最大垂度值和最大张力等特征值,研究索的变形规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,腹杆数越多,试验测试结果与理论分析结果越接近;迭代荷载步距越小,计算结果越准确;垂跨比越大,索的最大张力值越小.     

荷载步距对预应力索结构性能影响试验研究

用普通弹簧模拟预应力索,沿索的法向对索分级施加荷载,进行了7组试验。测试了索的长度、最大垂度值和最大张力等特征值,对索受力特点和变形规律的试验测试结果和理论计算结果进行了对比分析。结果表明,在其他条件不变的情况下,迭代荷载步距越小,计算结果越准确;垂跨比越大,索的最大张力值越小。为工程加固设计和施工方法提供了理论依据。试验值与理论值变化规律吻合,表明文献[1]的基本假定符合索的受力特点,建立的理论模型能够反映索的变形规律。     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

基于挠度的体外与体内无粘结预应力筋应力增量

研究了体外预应力以及体内无粘结预应力梁力筋变形与跨中挠度的关系,提出了一种基于挠度的预应力筋应力增量计算的新方法.首先建立了体外预应力梁和体内无粘结预应力梁的变形相容方程,推导了用跨中挠度表达的力筋应力增量计算公式,提出了适用于体内外预应力筋应力增量的统一计算公式,能够计算正常使用和承载能力极限状态下预应力筋的应力.最后运用该公式计算了国内外大量试验梁(包括6根体外预应力梁和22根体内无粘结预应力梁),计算出应力增量与试验结果之比的均值在0.99～1.02之间,标准差为0.1左右.表明该式计算值与试验实测吻合良好,公式形式简单,能够反映结构的受力机理.     

钢管混凝土侧向冲击荷载下的变形分析及简化计算

通过落锤冲击试验及模拟仿真对简支钢管混凝土在冲击荷载下的跨中挠度进行了试验分析,得出了在不同冲击能量下的挠度曲线,并与ANSYS/LS-DYNA的数值模拟结果进行了比较;并应用试验结果及模拟数据得出了跨中挠度随约束效应系数和冲击能量的变化关系曲线;通过塑性和回归分析得出了在冲击荷载下的简支梁跨中挠度计算实用公式,这些结果对研究钢管混凝土其它性能及在实际防震减灾中的应用有重要参考价值。     

钢-混凝土组合梁考虑长期效应影响下的挠度计算与分析

钢-混凝土组合梁截面的应力和挠度会受到组合梁翼缘剪力滞效应的影响.综合考虑组合梁的剪切变形、层间滑移、剪力滞效应及混凝土的长期受力特性,利用能量变分原理推导了钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下挠度控制微分方程.通过建立短期荷载作用下的ANSYS有限元模型(FEM)与长期荷载作用下的MIDAS FEM,提取MIDAS FEM计算结果中关于混凝土收缩变形和徐变作用下组合梁挠度数据,叠加至ANSYS FEM计算出的短期荷载作用下组合梁的挠度值,即可得到长期荷载作用下钢-混凝土组合梁的总挠度值,其结果与本文理论挠度计算值吻合度良好.为了进一步分析剪力滞效应的影响,引入简支组合梁的试验算例,分析了是否考虑剪力滞效应组合梁挠度的变化情况.最后以简支组合梁为例,分析组合梁支点与跨中处混凝土板的有效宽度系数受宽跨比的影响程度,并与中国规范计算方法进行比较.结果表明：混凝土板的有效宽度系数随宽跨比的增大而减小,支点处的有效宽度相对于跨中处较小,计算值与规范值误差不超过5.12%.     

斜拉桥索力检测中受减振器影响的等效索长计算方法

为寻求考虑减振器影响的斜拉桥索力计算方法,本文提出了受减振器影响的斜拉索等效索长这一概念,讨论了减振器与等效索长之间的关系,分别导出了基于RITZ法和弦振动理论的等效索长计算公式及其适用范围,给出了完整实用的等效索长计算方法,从而可求解更为精确的索力值;算例验证了通过等效索长求解索力的正确性和可行性。     

轮辐式马鞍形单层索网结构索长和外联节点坐标组合随机误差影响分析

通过随机误差影响分析索长误差和外联节点坐标误差对索力的影响特性,确定合理的误差控制指标.对比了定值分布、均匀分布和正态分布3种索长误差分布模型,分析了环索和径向索的长度误差对索力的影响,探讨了不同索长误差控制标准.计算结果表明,环索力受径向索长误差影响较小,径向索和环向索的索力受环索索长误差影响基本一致.索长误差限值越小,外联节点的安装误差限值越大.各榀外联节点的安装误差限值不同,高处限值比低处小.为满足索力误差不超出±10%的要求,案例工程控制指标为:拉索制作长度误差应不超出索长的±0.01%,低处和高处外联节点沿径向索方向的坐标误差应分别不超出±83和±67 mm.     

索夹对自锚悬索桥成桥状态影响分析

基于有限单元法(FEMC)比较分析了索夹对自锚悬索桥成桥状态的影响.索夹能够提高中跨主缆的成桥线形,在维持索长不变的情况下,各吊杆的成桥索力会有所增大,若使各吊杆均达到设计成桥索力值,则需增大各吊杆的无应力长度值.基于计入索夹影响的FEMC模型分别讨论了索夹长度、截面面积和惯性矩等参数对结构成桥状态的影响,并且建立了根据索夹长度比和面积比计算得到的主缆中跨跨中控制点成桥高程提升量和吊杆索力平均增量值的简化计算公式.经工程实例验证,提出的索夹模型计算结果与结构实际变形接近.     

无粘结预应力筋的极限应力

基于等效变形区长度提出了极限状态下混凝土梁跨中挠度的简化计算方法,继而根据梁的跨中挠度推导了体内和体外无粘结预应力筋极限应力增量的通用计算公式.以受力钢筋的配筋率、预应力筋布置形式、预应力度、跨高比、荷载形式等为参数,对无粘结预应力混凝土梁的受力性能进行了参数分析,依据分析结果,提出了以综合配筋指标和预应力度为参数的等效变形区长度的计算公式.结果表明 :所提出的无粘结预应力筋极限应力增量的计算方法及公式具有较好的适用性;多种荷载形式作用时的等效变形区长度,可取为各种荷载单独作用时等效变形区长度的加权平均值,权值为各类荷载产生的跨中弯矩.