公路钢桁桥施工稳定安全系数分析

公路钢桁桥稳定问题的特性多样性 钢结构的稳定问题普遍存在于钢结构的设计中，凡是结构的受压部位，在设计时都必须认真考虑其稳定性。有时，某一部位从表面上看来并不受压或主要不是受压，但仍然也会出现屈曲失稳问题。钢结构失稳，在形式上具有多样化的特点。例如，轴心受压的弯曲失稳是最常见的屈曲形式，     

门式刚架柱滞回性能研究

根据门式刚架楔形H型钢柱失稳时局部和整体相关屈曲的特点,提出能考虑其相关屈曲特征和滞回性能的数值模拟方法.通过8根大宽厚比楔形钢柱的试验结果与数值模拟和理论数值解的比较表明,数值模拟方法是一种研究大宽厚比楔形构件滞回性能的有效方法.选取一组工程常用构件进行往复荷载作用下的数值模拟分析,比较腹板宽厚比的影响,认为此类构件具有一定的延性和耗能性能,证明《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的相关规定偏于不安全.     

圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件工作机理研究

利用有限元软件ABAQUS对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件进行研究,分析了混凝土强度、内外钢管屈服强度、轴压比、截面名义含钢率及空心率等参数对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件的荷载-变形关系曲线的影响规律,并对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形关系曲线进行全过程计算分析。结果表明:混凝土强度、外钢管屈服强度及截面名义含钢率越大,构件极限承载力越高,空心率越大,构件极限承载力越低,而随着轴压比的增大,构件承载力先增大后减小;圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形曲线可分为三个阶段:弹性段、弹塑性段和塑性段。通过对这三个阶段中内外钢管和混凝土固定端的截面纵向应力分布云图及钢管与混凝土间相互作用的分析,揭示了圆中空夹层钢管混凝土在压弯剪作用下的工作机理。     

弹性约束条件下H型截面钢梁的弹性稳定性分析

根据薄壁构件弯曲与扭转理论,在弹性约束条件下对H型截面构件的势能方程进行推导,并由最小势能原理,导出了弹性约束条件下H型截面构件稳定计算的单元刚度矩阵。分析了常见荷载作用时连续线弹性侧移约束的H型截面简支钢梁的弹性屈曲荷载,计算结果与Trahair的半解析解进行对比,证明了本方法计算结果正确。结果表明:在设计中若考虑弹性侧移约束的作用,可以显著地提高H型截面薄壁钢梁的稳定性。     

基于稳定等效的覆雪屋盖静力风荷载计算方法

为了避免屋盖结构在暴风雪中发生动力失稳,建立了基于稳定等效的静力风荷载计算方法.采用计算流体动力学方法模拟了屋面积雪漂移现象;根据Budiansky-Roth准则判定了覆雪屋盖的动力稳定性;借鉴阵风荷载因子法构建了基于稳定等效的静力风荷载计算方法;最后,对实际双层柱面网壳进行了动力稳定性设计.研究结果表明,强风下覆雪屋盖出现较为明显的失稳阶段,当风速为设计基准风速的1.0倍时,屋盖发生动力失稳,静力失稳计算可得临界风速为35.8 m/s,该结果可作为该屋盖设计的动力失稳临界风速.      

侧向荷载下钢筋混凝土圆形桥墩抗裂性能研究

在分析钢筋混凝土构件抗裂性能材料力学原理的基础上,对比研究了截面抵抗矩塑性影响系数γ的计算方法和取值;考虑混凝土截面开裂时截面高度对其塑化系数α影响,根据圆形截面上力和力矩的平衡原理,推导了圆形钢筋混凝土桥墩在横向静载作用下的压弯模型开裂荷载计算公式;基于撞击荷载作用下材料动态本构关系,提出桥墩动态抗裂性能分析模型与开裂荷载计算方法;通过钢筋混凝土圆形桥墩模型的侧向静载及撞击试验对该方法和计算公式进行了验证,并讨论了轴向力对钢筋混凝土圆形截面抗裂性能的影响。     

PC连续刚构桥最大悬臂施工阶段稳定分析

结合重庆市巫山县某预应力混凝土连续刚构桥,利用大型通用有限元分析软件Ansys10.0建立其有限元模型,采用线弹性稳定分析方法对其最大悬臂施工状态下不同荷载工况的稳定性进行对比分析,得到了桥梁各个典型工况下的一阶失稳特征值和失稳模态。分析结果表明施工期最不利工况下该连续刚构桥的稳定性满足规范要求,其稳定安全储备是足够的。并对最大悬臂状态下挂篮坠落对结构的冲击作用进行了动力响应分析。在以上分析的基础上,对安全施工提出了一些建议。     

钢筋混凝土压弯构件荷载-挠度全过程分析

对压弯构件的荷载-挠度全过程进行了理论分析,在此基础上编制了计算程序,对弯矩M-曲率φ及荷载P-位移δ曲线进行了探讨,并由此讨论了纵筋配筋率、体积配箍率、轴压比对压弯构件延性的影响.     

钢结构异形塔架在风荷载作用下的性能及刚度分析

分析了某钢结构异形塔架在不同荷载作用下的静力和动力性能,以及塔架在各方向风荷载作用下的性能．分析了塔架刚度的影响因素,包括考虑不同横膈布置对刚度的影响及不同连接方式对塔架结构刚度产生的变化．研究表明,风荷载是该塔架设计的控制因素,地震作用和温度应力对其影响不大．     

轻型钢结构中薄壁构件的应用研究

近年来，薄壁构件在轻型钢结构中的应用日趋广泛．由于薄壁构件高强薄壁的特性，使得稳定性和连接成为轻型钢结构设计中突出的问题．根据国内外研究现状，着重就日前薄壁构件的截面特性、屈曲行为的研究方法、稳定性设计理论和薄壁构件的半刚性连接模型等热点问题作了系统地阐述，并归纳了轻型钢结构亟待进一步深入研究的内容。     

顶部竖向荷载作用下单跨单层框架结构的稳定分析

随着高层建筑结构高度的不断增加，其整体稳定问题将日显突出，如高层框架结构（含高层框架－剪力墙结构中的框架部分）在顶部竖向荷载作用下的整体失稳就是其中的问题之一。通过对高层框架结构连续化模型的稳定分析，得到了高层框架在顶部荷载作用下的临界荷载。     

斜拉桥钢桥塔极限承载力分析

斜拉桥钢桥塔相对于混凝土桥塔而言一个值得注意的问题是,钢桥塔还关注局部稳定对结构整体稳定性的影响.当无法了解结构在复杂的初始缺陷、温度荷载等非线性因素作用和整体-局部相关稳定作用下的临界荷载时,只能靠放大安全系数来保证结构的安全,这样进行钢桥塔的设计以及建造,存在较大的盲目性,势必造成大量的隐患和浪费.以某斜拉桥为例,通过空间杆系模型和板壳元模型的对比分析,考虑不同的失稳判定准则和整体、局部缺陷及非线性温度影响,对钢桥塔的极限承载力进行研究,为大跨度斜拉桥钢桥塔的极限承载力分析及设计提供一定的理论依据.     

异形无横撑钢拱桥横向稳定性分析

以范县某异形拱桥无横撑钢拱桥为工程背景,依据弹性稳定分析理论,利用Midas Civil建立空间有限元模型,通过恒载、风荷载等工况组合作用下的桥梁稳定性分析来探究大跨度钢异形拱桥的主要失稳模态,并将恒载、风荷载对桥梁稳定性的影响进行对比分析,验算结构的最不利状态。     

双肋拱桥横向稳定性分析

利用最小势能原理推导了肋拱桥结构在外荷载作用下侧倾稳定临界力的近似解析解.通过讨论横撑设置及刚度的变化并结合某座钢筋混凝土双肋系杆拱桥在成桥阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,并对该类桥梁的横撑设计提出了可供参考的建议.     

基于纤维单元的斜跨异型拱桥极限承载力分析

斜跨异型拱桥拱肋同时受到面内和面外索力作用,为双向压弯构件,受力具有明显空间特征.采用梁单元纤维模型材料非线性方法,同时考虑几何非线性,对张家口通泰大桥进行极限承载能力全过程分析.随着荷载的不断增加,吊索逐根达到承载极限;拱肋同时发生面内、面外变形;一侧拱脚附近截面在轴力和面内、面外弯矩的共同作用下,逐步进入塑性;最后吊索全部屈服,主梁受力接近于简支梁,跨中截面形成塑性铰,全桥结构达到承载极限.纤维模型能够准确模拟拱肋双向压弯荷载下截面逐步进入塑性的全过程,适用于复杂受力构件梁单元材料非线性计算.     

单层异型钢结构大型雨篷在风荷载作用下的性能及结构布置

针对沿海地区某异形钢结构大型雨篷单层网格结构,分析了雨篷在不同荷载作用下的静力和动力性能及雨篷在各方向风荷载作用下的性能,包括雨篷刚度的影响因素、不同形式的支承、布置在不同位置的支承对刚度的影响,及不同连接方式对雨篷刚度产生的变化.研究表明：风荷载是该雨篷设计的控制因素,而恒荷载、地震作用和温度对雨篷性能的影响不大,并提出了为获得经济合理方案应采取的有效构造措施.     

钢管混凝土柱徐变稳定性分析

为了探讨混凝土徐变对钢管混凝土柱轴向荷载作用下长期稳定性的影响,基于能量法和按照龄期调整的有效模量法,应用失稳准则,推导了考虑徐变和屈曲前变形的两端铰接、一端固定一端铰接和悬臂柱3种边界条件下的钢管混凝土柱长期稳定临界力计算公式,研究了该类柱徐变稳定临界力与核心混凝土强度的影响规律,并将规范取值与该临界力进行了对比. 研究结果表明:考虑徐变的钢管混凝土柱稳定临界力与徐变系数有关,相同计算长度但不同边界条件的该类柱徐变稳定临界力一致;核心混凝土强度的提高,会减小徐变对构件稳定临界力的影响;当按现行混凝土结构设计规范对核心混凝土强度等级低于C45的钢管混凝土柱进行设计时,应注意徐变失稳问题;钢管混凝土柱的徐变稳定承载力在前60 d下降明显且占总下降量约80%,在100 d后承载力逐渐趋于稳定.      

高墩大跨连续刚构桥稳定分析

针对高墩大跨连续刚构桥稳定性问题，结合工程实例，分析了主桥在裸墩、最大悬臂、成桥阶段3种不同状态下结构的稳定性。结果表明：各阶段稳定性主要由其自重荷载控制；裸墩及成桥状态不控制设计，风荷载对结构稳定影响甚微，汽车荷载对成桥阶段结构稳定有一定影响，不可忽略；最大悬臂状态是结构稳定分析的控制阶段，在设计和施工阶段应引起足够重视。     

松河特大桥墩柱施工塔吊稳定性计算

结合贵州松河特大桥墩柱施工,对塔吊的稳定性进行了分析,分别得到在有无荷载作用下塔吊的稳定安全系数。计算结果表明:在塔吊有荷载时,稳定安全系数为4.1,塔吊无荷载时,稳定安全系数为1.43,均大于设计要求的1.15。说明在墩柱施工过程中,塔吊稳定性偏于安全。     

近断层地震作用下大跨CFST拱桥的动力稳定性

为研究大跨度CFST(钢管混凝土)拱桥在近断层地震作用下的动力稳定性能,以主跨132 m的下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,以台湾集集地震记录作为横向输入,采用动态增量分析(IDA)方法,对动力失稳临界荷载的确定进行了探讨.为提高IDA的分析效率,采用了高性能数值计算并行处理方法.此外,还讨论了加强IDA曲线簇收敛的问题.结果表明:脉冲型近震可导致非线性极值动力失稳,失稳临界荷载明显降低;采用加权平均加速度峰值作为地震强度指标,能显著改善IDA曲线簇的离散性,有利于揭示近断层地震对钢管混凝土拱桥造成动力失稳的特点.