不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力及刚度

不规则布置梁节点的设计是钢结构设计中的难点.文中以不规则布置梁加强环式梁柱节点为研究对象,进行了该类型节点的足尺模型试验,了解节点的受力性能和破坏机理.基于试验结果,采用理想弹塑性应力-应变关系和Von Mises屈服准则,并考虑几何非线性的影响,建立了与试验模型对应的有限元分析模型.在此模型基础上,利用有限元程序进行了参数分析.综合试验、有限元分析结果,提出了不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力和刚度的计算方法.     

二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁抗剪性能

为研究CFRP加固有损伤梁的抗剪性能,基于钢筋混凝土梁抗剪理论,运用有限元分析软件建立CFRP加固有损伤梁的三维有限元模型;采用数值模拟计算方法,分析不同加固量和加固方式对二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪极限承载力的贡献和加固效果的影响.研究结果表明:随着碳纤维布加固量的增多,梁的抗剪极限承载力也随之增大,且环包加固效果好于"U"形粘贴,碳纤维布在钢筋混凝土梁抗剪加固中对提高梁的极限承载力贡献较大.     

提升环梁三维有限元非线性分析

应用板壳有限元理论,考虑整体变形及局部应力效应的影响,构造了提升环梁有限元模型;采用ANSYS有限元软件,对工程提升环梁进行了非线性分析,为工程设计和施工提供了重要的依据。     

不同内支撑支护体系对深基坑开挖变形的影响分析

本文基于天津市滨海新区A07地块项目深基坑工程,首先研究了规则形状的深基坑环梁和直梁的支撑效果,发现环梁支撑结构在基坑开挖支护中的效果明显优于直梁支撑结构.其次,以有限元ABAQUS软件模拟分析实际案例下大直径环梁支撑型式对深基坑开挖变形的影响,并与直梁支护深基坑对周边环境的影响作对比.分析结果表明,数值模型可较准确地模拟深基坑开挖施工过程.结果显示,大直径环梁支护体系相比于直梁支撑体系,可更好地控制基坑开挖引起的周边土体变形.     

逆做法施工坑底回弹对支护结构的影响

在天津开发区软土中设计了第1个采用盖挖逆做法的深基坑.盖挖逆做法有安全、基坑变形对环境影响小等特点.但是,逆做法施工时基坑回弹常引起结构不均匀回弹,回弹在支撑柱中引起附加轴力,此时若支撑柱失稳则导致水平楼盖坍塌;对有支撑柱的内支撑基坑,支撑系统因回弹引起附加弯矩,梁板在过大的附加弯矩作用下易开裂,为此,必须正确计算基坑开挖中的回弹量及其影响.为此采用有限元分析结合实测研究了逆做法施工中的基坑回弹问题,探讨了其对楼板和支撑柱回弹的影响,发现最大的竖向差异沉降发生在围护结构与紧邻围护结构的第1根支撑柱之间,并且楼板与围护结构刚接时,基坑回弹在楼板边缘引起较大的附加弯矩,节点处需要加强.     

薄壁U形钢加固受火后钢筋混凝土梁的数值计算

为了对薄壁U形钢加固受火后钢筋混凝土梁的力学性能进行数值模拟和影响因素分析,基于有限元软件ABAQUS建立了薄壁U形钢加固3面受火后钢筋混凝土T形梁的数值计算模型.利用3根薄壁U形钢加固受火后混凝土梁的受弯性能试验和4根薄壁U形钢加固受火后混凝土梁受剪性能试验的结果验证了数值模拟的有效性.通过计算分析了受火时间、薄壁U形钢厚度和内隔环数量对加固后混凝土梁受弯承载力的影响情况,并将有限元计算的受弯承载力与实用计算方法的计算结果进行对比分析.研究结果表明:数值模拟能较好预测加固后试件的受弯承载力、受剪承载力,模拟误差分别在6%、8%以内;随受火时间增加,加固后试件的受弯承载力有所降低,但降低幅度较小;随内隔环数量的增加,内隔环承受的应力降低,可提高薄壁U形钢与混凝土间的整体性;加固试件受弯承载力的实用计算结果总体上与有限元结果吻合良好.     

带框架肋骨圆柱壳振动特性分析

基于Flügge壳体理论,采用波动法建立带框架肋骨加筋圆柱壳数学模型,对其自由振动特性和频响特性进行研究.相比于传统的采用梁模型或平摊法处理环肋,采用圆环板模型研究任意尺寸的环肋.根据肋骨、激励力位置对圆柱壳离散并将激励力作为边界条件处理,对离散子构件运用不同理论分析后通过连续条件组装所有子构件得到运动方程.与有限元结果对比验证本文方法的正确性,在此基础上分析不同惯性矩的框架肋骨对圆柱壳振动特性影响.结果表明:框架肋骨惯性矩高于普通肋骨2倍便影响圆柱壳振动特性,高于512倍时则与舱壁作用相同.     

双柱悬索拉线塔的精细化模拟及模型分析

基于有限元软件ANSYS,建立了双柱悬索拉线塔的壳单元精细化有限元模型和常规梁单元模型,在试验工况下模拟拉线塔主、斜材杆件应变随荷载加载等级的变化,并将两种模型的模拟结果与试验结果对比,同时也比较了两种有限元模型对结构整体响应的影响.结果表明:壳单元模型对拉线塔主、斜材应变的模拟结果均与试验结果吻合较好,梁单元模型对主材应变的模拟结果与试验结果吻合较好,对斜材应变的模拟结果与试验结果误差较大;上述两种有限元模型对双柱悬索拉线塔的宏观响应指标的影响较小,对杆件内力的影响较大.     

光纤陀螺光纤环Shupe效应的三维有限元模型

针对传统二维热致非互易光纤环模型的局限性,建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,可分析光纤环径向、轴向和周向温度不均匀变化导致的热致误差速率和热致误差角度．采用有限元方法对光纤环三维物理模型进行数值仿真,定量分析由温度激励造成的热致误差速率和热致误差角度．开展了光纤环温度激励实验,对比仿真和实验结果,验证了光纤环三维物理模型的有效性．并将光纤环三维计算模型成功地应用于光纤陀螺（FOG）纤环瞬态特性检测方法所用的温度激励源设计．     

双层高阶组合梁的界面摩擦效应

为了更真实地描述组合梁的力学行为,提出了一种同时考虑梁的轴向和横向高阶变形的运动学假定.基于提出的高阶梁模型,得到了考虑界面不可穿透性、界面摩擦效应和非线性剪力键的双层组合梁模型静力分析的修正能量驻值原理.利用修正能量驻值原理,推导了该非线性组合梁模型的混合型高阶有限单元.在线性假定范围内对比分析了基于高阶梁理论、平面应力模型和Timoshenko梁理论的组合梁有限元应力分析,验证了高阶梁模型的可靠性;考察了界面不可穿透性与界面摩擦效应对组合梁静力行为的影响.数值结果表明:提出的高阶模型较经典梁模型更逼近于平面应力模型;界面不可穿透性与摩擦对组合梁静力行为具有显著影响.     

盾构隧道先隧后井施工中工作井支护结构优化

以广州西江引水工程盾构接收井为背景,借助大型有限元(FEM)软件,采用3因素3水平正交试验法进行多因素系统分析。探讨环梁层数、围护结构嵌固深度及环梁厚度对盾构管片张开量与工程造价的影响规律,对拟用支护方案进行优化,提出适用于盾构隧道先隧后井施工中工作井基坑的合理支护方案。基于双面弹性地基梁理论,提出先隧后井施工中管片张开量的理论计算方法,且验证正交试验模型的合理性。研究结果表明:以经验类比法确定的支护方案比传统的基坑设计方案更科学合理。     

分体式组合小箱梁桥空间有限元建模方法

为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,分别建立了实体单元计算模型、梁板单元组合计算模型及改进的梁格法计算模型,对比分析了在4种荷载工况下各片箱梁跨中位移解。计算结果表明:实体单元计算模型计算结果准确但建模复杂,与其相比,梁板单元组合计算模型最大误差为-5.4%,改进的梁格法计算模型最大误差为-2.3%。改进的梁格法计算模型为该桥型合适的有限元建模方法。     

超长混凝土框架早期温度应力公式的修正

以一超长混凝土框架结构实例为基础,采用有限元分析软件ANSYS对影响结构温度应力的四种主要影响因素(结构长度、柱子刚度、梁刚度、柱间跨度)进行分析,利用粘弹性理论做正交试验极差分析.依据正交试验基本原理建立与之对应的九个ANSYS模型,基于正交实验的结果对已有温度应力的公式做一定的修改,具有一定的实际指导意义.     

一种简便的含裂纹梁的有限元模型

研究了含裂纹梁的弯曲变形问题。建立了一种简便的含裂纹梁的有限元模型,基于断裂力学理论和力的平衡方程,利用柔度矩阵和刚度矩阵的物理含义,导出了含裂纹梁单元的刚度矩阵。基于Matlab软件进行了数值模拟运算,给出了裂纹对梁挠度的影响。     

基于ABAQUS的各向异性复合材料梁的分析研究

基于大型有限元著名软件ABAQUS,对复合材料梁有限元分析进行了研究.以承受均布荷载的悬臂梁作为实例进行分析,根据Lekhniskii的各向异性弹性理论应力解答,推导得出梁弯曲轴线的方程,然后把有限元数值计算结果与各向异性弹性理论解答对比分析,验证ABAQUS对复合材料梁建模分析的正确性,并讨论材料各向异性、材料弹性主轴方向以及高跨比对结果的影响.     

节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点传力机理研究

为研究节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点的传力机理,文章采用基于纤维模型的有限元软件SeismoStruct开展数值模拟分析,建立了该种新型钢管混凝土柱-梁节点的三维简化模型,模拟节点低周反复荷载作用下滞回曲线并与试验结果进行对比,结果表明,数值模拟分析结果与节点低周反复荷载试验结果拟合良好.在验证简化节点模型正确性的基础上,对框架梁的弯矩分布、环梁的扭矩与弯矩分布进行研究,总结了节点区钢管不贯通式环梁节点的弯矩传导机理.研究表明,该新型节点的弯矩传导主要集中在框架梁轴方向,传力机制较节点区钢管贯通的节点型式直接、有效.     

锤头曲率半径对RC梁抗冲击性能影响

为了研究锤头曲率半径对钢筋混凝土(RC)梁的抗冲击性能影响,对Kazunori Fujikake等人完成的RC梁冲击试验建立精细化有限元模型,并与试验结果进行对比验证有限元模型的准确性.并基于已验证的有限元模型开展拓展参数分析.有限元分析表明:所建立的精细化有限元模型能够较好地模拟混凝土梁在冲击荷载作用下的动力响应;随...     

梁侧锚固钢板法加固混凝土梁的非线性有限元分析

以4根梁侧锚固钢板加固混凝土梁(BSP梁)受剪性能试验研究为基础,基于弹塑性有限元软件OpenSees,建立了BSP梁的非线性有限元模型,模拟了构件加载全过程和受剪破坏时的受力性能.模型中考虑了材料的非线性、钢板和混凝土梁交界面上滑移等.计算结果与试验结果吻合良好.并对影响BSP梁性能的主要参数进行分析,包括锚栓行数、纵向锚固间距、钢板高度、钢板厚度、钢板屈服强度、锚栓直径及混凝土强度等,得出了各参数对BSP梁受剪承载力和纵横向滑移的影响规律,为BSP法加固设计提供了依据.     

一种周期结构隔振器力学性能研究

设计了一种由弹性片和支撑柱组成的小体积高刚度新型周期结构金属隔振器.首先利用微机控制电子试验机对其进行静力加载试验,得到静载下载荷-位移特性曲线.基于有限单元法,建立周期结构有限元模型,并以和试验相同的工况进行静力学分析,仿真和试验结果吻合良好.在此基础上研究了各主要尺寸参数对刚度的影响,结果表明,弹性片厚度对刚度影响较大,弹性片内径和层数对刚度影响较小.最后通过将周期结构隔振器等效为多自由度弹簧-质量模型,应用模态叠加法建立了动力学方程并推导出了力传递表达式,通过有限元进行了仿真对比并进行了试验验证.结果表明,理论和仿真匹配良好,且当承载质量超过一定值后,即可将周期结构简化为单自由度处理.     

寒冷地区混凝土箱梁温度作用影响

针对北方寒冷地区的外界低温环境条件对混凝土箱梁受力性能的影响,以哈尔滨松浦大桥北引桥箱梁为背景,考虑寒流作用、日气温变化及桥面铺装,将其与有限元分析的温度场相结合,简化缩尺模型,将温度效应影响箱梁的有限元计算、实验值及初等理论求解的结果进行对比分析。结果表明：地理位置、环境温度对箱梁受力性能影响较明显,考虑温度影响的有限元分析工程误差在允许范围内,初等理论分析结果误差较大,因此,对桥梁进行力学分析时,温度效应不可忽视。