部分波形钢腹板预应力连续组合梁性能分析

针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区混凝土板预应力效率低、钢腹板易发生局部屈曲等问题,提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板的混合设计方法.采用理论计算和有限元分析方法,对部分波形钢腹板预应力连续组合梁的受力和变形性能进行分析,并与传统的预应力连续组合梁对比.研究结果表明,混合设计方法充分利用波形钢腹板轴向刚度低、抗屈曲能力强的特点,显著提高连续组合梁负弯矩区混凝土板的预应力效率和开裂荷载,尤其适用于大、中跨径的预应力连续组合梁结构.     

箱梁桥荷载分布考虑各梁刚度不等的修正

箱梁桥桥跨结构采用板—梁桥横向分布理论计算时,大多是把闭合的箱形截面沿着箱梁腹板间面板的中线划分开。这样所得到的是和腹板数目相同的、横向刚度不等的各工字梁。这种按不等刚度划分的方法符合箱梁的自然状态,且受力明确,所以常常被采     

桥梁荷载横向分布的修正偏压法的研究

用偏心受压法求桥跨结构横向分布系数,其广泛的适应性和计算的简捷,为任何弹性分布方法所不及。为了补救其计算结果偏大的缺陷,特别是对抗扭刚度特大的箱梁桥,国外广泛地研究考虑对截面抗扭刚度加以修正。既能使之不失偏压法的优点,又能对其结果偏大的弱点有所弥补,因此修正的偏压法是一个具有较高实用价值的近似法。     

体外预应力波形钢腹板组合箱梁徐变性能研究

为了研究体外预应力波形钢腹板组合箱梁在长期荷载作用下的徐变性能,制作了2根模型梁,通过205 d的持续静态观测,得到其徐变应变和徐变变形的变化规律;采用徐变率法,结合不同的混凝土规范进行了徐变效应的分析,理论结果和实测结果吻合较好;并针对徐变的影响因素进行了参数分析,结果表明:相对普通混凝土箱梁而言,波形钢腹板组合箱梁能有效减小长期徐变引起的反拱.     

钢-混凝土组合脊骨梁极限承载力试验研究

通过全过程加载试验和空间有限元分析,探讨了带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁在单调荷载作用下的受力全过程、破坏模式、变形特征、抗弯承载力和极限状态,并确定其主要受力的特征值;根据试验现象、荷载-位移(应变)关系、混凝土板剪力滞效应的分析,总结出组合脊骨梁正、负弯矩截面在材料屈服前、后的受力特点和变形特征;在此基础上推导出组合脊骨梁的抗弯承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术探讨

桥梁设计中选择桥型时,由于连续梁桥的受力合理,支点负弯矩具备卸载作用,能有效减小桥跨跨中正弯矩,使得全桥弯矩分布更合理,因此被广泛应用于道路桥梁建设工程中。箱梁顶板和底板的宽大面积有利于配筋设计,时期抵抗正负弯矩良好,且抗扭刚度较大,同时收缩变形小且动力性能优良。一般预应力混凝土连续箱梁桥可采用支架现浇的方式进行施工,本文在具体的工程实例上对预应力混凝土连续箱梁桥支架现浇施工进行了详细的质量控制分析,借助计算机软件进行仿真计算,探讨施工控制理论计算的可行性。     

钢筋混凝土变截面箱梁横向受力有效分布宽度分析

在考虑钢筋混凝土箱梁整体变形的基础上，用空间有限元分析程序对单箱单室箱梁顶板、翼缘板在轮胎局部荷载作用下的横向受力进行了系统的参数分析．通过回归分析，得出箱梁在变截面参数下行车道板的横向弯矩与横向受力有效分布宽度的经验计算公式，并将经验值与有限元值及我国现行桥梁规范值(JTJ 023-85)进行了比较，表明所提公式在常用参数范围内具有足够精度，并用其对变截面箱梁的横向受力分布规律进行了分析．     

边梁效应的数值模拟

应用数值方法模拟了边梁的效应 ,给出了一个边梁的弯曲刚度与扭转刚度的配置公式 ,从而消除了板的挠度、弯矩、剪力等随边梁刚度的增大而增大的不合理现象 ,并对忽略边梁的抗扭能力所导致的误差进行了定量研究。     

交叉立体桁架系巨型网格结构的简化计算法

针对系巨型网格结构杆件和节点多、计算工作量大的特点,进行了简化计算方面的研究,提出了将立体桁架等效为连续实体梁、按空间法进行有限元计算的等效空间刚架法.分析了立体桁架的等效截面、等效抗弯刚度,并详细推导了其等效抗扭刚度,分析了主体结构不同边界条件的等效处理方法.对比计算分析表明,该方法计算精度高,主要受力杆件的误差保持在5%以内,计算工作量较完全有限元法大幅度降低,是分析巨型网格结构的一种比较优越的方法.     

波形钢腹板PC组合箱梁与普通预应力混凝土箱梁剪力滞效应对比试验

波形钢腹板PC组合箱梁力学性能优点众多,在桥梁工程中应用前景广阔,但其"剪力滞效应"导致的局部应力集中问题一直困扰着桥梁建设者,处理不当,将带来极大的安全隐患。因此,对比研究波形钢腹板PC组合箱梁(波形梁)与普通预应力混凝土箱梁(普通梁)剪力滞变化规律尤为重要。参照工程实例,分别制作2片单箱单室波形梁和普通梁,按一定荷载步分级加载,在不同工况下对其力学性能进行对比研究。试验结果表明,不同集中荷载对波形梁和普通梁支座处顶底板的纵向正应力大小沿横截面均有不同程度的变化,梁跨中无明显变化;预应力的施加有利于减弱波形梁和普通梁顶板的剪力滞效应,但普通梁的剪力滞效应的减弱程度高于波形梁顶板;预应力的施加导致波形梁和普通梁底板的剪力滞效应增大,普通梁剪力滞效应的增大程度弱于波形梁底板。     

BRB与结构刚度比对不规则结构抗震的影响分析

通常纯框架结构的抗侧移刚度较小,地震作用下的抗震能力有限,特别是不规则框架结构,其扭转效应将加剧地震破坏,而传统的抗扭方法就是通过增大构件截面尺寸来提高结构的抗侧移刚度,这种方法具有较大的局限性。具备多重抗侧力体系的支撑框架结构被人们所重视,这种结构体系具备多道抗震防线,提高了结构安全储备,同时支撑也成为约束不规则结构扭转的一种有效方法。研究防屈曲支撑(BRB)与结构不同刚度比对地震作用下不规则钢框架的周期、层间位移角、底层剪力等地震响应的影响。通过对比在不同抗侧刚度比、不同BRB布置方式下不规则框架结构的多遇地震响应,分析刚度比对结构抗震性能的影响。得出BRB有效控制不规则结构抗震性能的合理刚度比,为实际工程应用提供参考。     

变截面楔形工字钢简支构件的平面外弹性稳定计算

本文针对腹板的高度线性渐变的变截面工字钢简支构件,进行了平面外弹性失稳临界荷载的研究。以往的公式     

基于折线先张法的预应力混凝土箱梁计算分析

依据折线预应力混凝土相关理论与箱梁仿真分析,得出折线张法预应力混凝土预压应力箱梁承载能力计算相关公式,从而为折线先张法预应力箱梁工程应用提供理论依据。通过对梁箱模型的建立与单元划分、参数设定与负载与规范条件等方面的方法对预应力混凝土箱梁仿真分析,再通过实验的方法对折线张法预应力混凝土箱梁正截面受弯承载力进行分析,从而获得折线张法预应力混凝土箱梁正截面受弯承载力、受剪承载力、以及开裂矩与抗裂验计算方法。结果表明,开裂弯矩实际检测值比计算的值更大,说明折线先张法预应力混凝土开裂弯矩可以根据混凝土结构设计有关公式进行核算,然后还具备一定的抗裂储备。     

影响农业钢拱结构腹板承载力因素分析

[目的]研究农业钢拱结构腹板承载力影响因素。[方法]通过有限元方法对径向均布荷载作用下的工形截面钢拱结构进行非线性分析,分析截面几何参数对腹板极限承载力。[结果]结果表明腹板长宽比越大,试件的极限承载力越小,而腹板厚度、翼缘厚度、翼缘宽度越大,试件的极限承载力越大。腹板长宽比和截面尺寸一定时,试件的极限承载力随着圆心角的增大而线性增大。[结论]在实际工程中,适当减小横向加劲肋的间距可有效提高试件极限承载力。建议腹板长宽比上限值为2.0。在建筑尺寸允许下,可将纯弯作用下的钢拱结构的圆心角增大,提高试件截面尺寸的极限承载力。     

轻型门式刚架结构中关于稳定分析问题的探讨

针对现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102:2002）中关于稳定分析的部分条款,通过大量系统的有限元分析,指出上述条款中存在的问题,并提出改进的建议：1）对单跨门式刚架变截面柱计算长度系数的取值提出了修正,并扩充了取值范围;2）对带摇摆柱门式刚架变截面柱计算长度放大系数的公式提出了修正;3）对工字形截面构件腹板有效宽度系数的公式提出了修正;4）提出了新的风吸力下冷弯薄壁檩条稳定承载力计算公式.以上工作为《上海市轻型钢结构技术规程》的修订提供了理论依据.     

集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析

  目的  用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。  方法  在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。  结果  钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。  结论  钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。      

薄壁曲线箱梁剪力滞效应的梁段有限元法

提出以剪力滞平衡微分方程的齐次解作为梁段单元的位移模式,建立了考虑弯、扭、剪力滞耦合的有限段模型.利用刚度法以及功能原理推导出梁段的单元刚度矩阵和荷载列阵,并编制计算程序.制作了一两跨连续曲线箱梁有机玻璃实验模型,分别进行了在集中荷载和均布荷载作用下的剪力滞效应试验研究,其结果验证了方法的正确性.研究表明,曲线箱梁内侧正应力比外侧的大.     

拱形屋面温室纵向抗风分析中的曲梁刚度矩阵模型

研究拱形温室纵向抗风分析中的屋面拱结构。考虑弯扭耦合的影响,在对其几何方程、平衡方程、物理方程分析的基础上,建立了曲梁扭转角和弯曲挠度的控制方程;求得了用基函数向量以及积分常数向量表达的曲梁扭转角和弯曲挠度的解析解;根据位移边界条件,得到了位移系数;根据曲梁内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程;经矩阵变换得到了曲梁弯扭分析的刚度矩阵模型以及等效节点力向量。本模型基于梁的刚度平衡方程,采用了精确的解析解,以矩阵形式表达了梁节点位移与节点力之间的关系,利用该模型,可对拱形温室的纵向抗风性能进行分析。     

桥跨结构考虑抗扭修正的偏心受压法的研究

用偏心受压法求桥跨结构的横向分布系数,其广泛的适应性和计算的简捷,为任何弹性分布方法所不及。为了补救其计算结果偏大的缺陷,特别是对抗扭刚度特大的箱形断面,国内外广泛地研究考虑截面抗扭刚度加以修正。这种办法很好,既能使之不失偏压法的优点,又能对其结果偏大的弱点有所弥补。因此偏压修正法是一个具有较高实用价值的近似法。     

考虑压-弯-扭耦合作用的开口截面杆件非线性静力模型

针对温室结构中檩条受力变形复杂且失稳现象严重的问题,对温室结构中开口截面檩条的力学性能进行研究。鉴于其受力变形的复杂性,将其按压弯扭杆件进行分析,综合考虑压-弯-扭耦合作用、约束翘曲、剪切变形因素,阐明二阶内力产生原理并建立杆件微段隔离体平衡方程;结合物理方程与几何方程,推导出关于扭转角和挠度的位移控制方程,进而获得压-弯-扭耦合作用下杆件位移及内力的几何非线性计算模型,同时给出其计算步骤。计算了开口截面杆件在集中扭矩、分布扭矩、压扭、弯扭、压弯扭5种荷载工况作用下的位移、变形及内力,并与理论解析解进行对比与分析,验证了计算模型的适用性及精确性。结果表明:本研究得到的非线性静力模型可用于温室结构中开口截面檩条在任意荷载工况组合条件下的位移、变形及内力计算。