考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析

基于对荷栽传递法的认识,首先推导了锚固段的荷载传递基本微分方程;在此基础上,结合Kelvin问题的位移解,得到锚固段的应力分布的解析表达式,认为锚杆体的直径、外荷栽及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应力水平.计算结果袁明:锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加;在较高的初始力条件下,锚固段前端应力集中现象明显;较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布.     

海工混凝土结构荷载水平分析

为了获得典型构件在实际服役环境中的荷载水平范围,选取在役的3个码头梁构件设计实例,以横梁、纵梁、轨道梁为研究对象,理论分析出构件在\"永久荷载\"或\"永久荷载+可变荷载\"作用下的荷载水平;另在华南地区选取某高桩码头,进行现场应力测试与分析,得到实际服役环境下的构件荷载水平。通过现场应力测试及典型实例理论分析,确定了码头正常使用条件下钢筋混凝土结构荷载水平范围为0.1~0.47,为开展在役海工结构实际服役状态的荷载模拟试验提供依据,为码头结构设计提供参考。     

自平衡法荷载沉降曲线的数值模拟分析

从自平衡法和静载荷法的加载机理入手,分析了自平衡法荷载沉降曲线的特点,重点讨论了桩周土为粘性土时,自平衡法中上段桩体负摩擦转换成正摩擦时,转换系数K的合理取值范围。运用AN-SYS有限元软件,建立了三维空间有限元模型,考虑桩与桩周土相互作用接触面滑移特性,对自平衡法及静载荷法进行模拟计算及对比分析,得到桩周土为粘性土且转换系数K取值1.15～1.20时,2种方法的荷载沉降曲线较为吻合。     

某高桩码头结构行车移动荷载分析

为了研究码头结构在上部刚架行车移动荷载作用下的结构安全性,针对某钢-混凝土混合刚架式高桩码头结构,建立桩基、周围土层、码头平台结构和上部刚架整体三维数值模型,并利用ANSYS有限元软件进行数值模拟.结果表明:码头结构最危险工况为南、北两侧行车同时移动到刚架水侧悬臂端并考虑大车刹车荷载;结构位移、应力及内力对南、北两侧大车同步同向运动工况敏感性较强;桩基轴力均为受压状态,岸侧E排桩体不存在上拔情况.这些认识可为同类高桩码头移动荷载分析和设计提供参考.     

曲线梁桥温度荷载效应分析

随着我国交通事业的发展和城市化进程的加快,大量曲线梁桥运用于高速公路和城市立交桥中.本文重点介绍了曲线梁桥温度荷载效应.     

落脚河大桥荷载试验计算分析与研究

落脚河大桥为3跨连续刚构桥,设计荷载等级为公路-I级。文中通过计算分析确定该桥的荷载试验方案并进行了试验。试验证明：该桥结构刚度、承载能力均满足公路-I级设计荷载标准要求。     

锥体海洋平台结构冰荷载的离散单元分析

在冰区油气开发中,锥体结构可以有效降低冰力,避免强烈的冰激振动,是目前渤海油气平台的主要结构形式。为研究海冰与锥体结构的相互作用过程,文章建立了适用于模拟海冰破碎特性的离散单元模型。该模型将海冰离散为若干个具有粘接-破碎功能的颗粒单元,并通过海冰弯曲试验确定了单元间的粘接强度;然后对海冰与锥体结构的作用过程进行了数值计算,获得了相应的动冰荷载及冰振响应;在此基础上讨论了不同锥角影响下冰荷载及结构振动响应的变化规律。结果表明,水平方向冰荷载及结构冰振响应随锥角的增加明显增加,而竖直方向冰荷载则显著降低。该离散单元模型还可进一步应用于不同类型抗冰结构的冰荷载分析,有助于解决冰区结构物的抗冰结构设计和冰致疲劳分析。     

特征线法的极限荷载与地基极限承载力

文章对特征线法计算地基的极限荷载及其极限承载力的确定进行了讨论。在理论上证明，滑移线族就是满足屈服准则的滑动面族。计算过程宜采用双向递推方法，这样便于基础底面荷载边界的处理及高阶数值解的计算，提高极限荷载的计算精度。计算结果说明，目前已有的极限荷载计算公式，大都与特征线法的某一特例计算结果基本吻合。极限荷载本身是偏心荷载，实际工程的地基极限承载力计算必须同时考虑设计荷载与极限荷载的分布特征。另外指出，基础底面的荷载边界条件如何确定，对地基极限承载力的影响很大，需要进一步研究。     

水下耐压壳体结构可靠性的设计方法

在水下耐压壳体的环肋圆柱壳结构设计中,为了保证结构的强度和稳定性,几何参数的确定必须要满足规范所要求的五个约束条件.完工后的几何尺度与设计几何尺度存在着一定的误差,可将这些误差分布密度函数认为服从正态分布,利用其约束条件结合可靠性理论建立环肋圆柱壳耐压壳体可靠性分析方法,以实际测量中统计得到的数据为已知条件给出了可靠度计算方法.     

耙吸挖泥船挖泥装舱和抽舱排放的一种分析方法

通过对耙吸挖泥船在挖泥装舱和抽舱排放作业时,船上吸排系统若干参数的分析,提出了一个确定吸排系统中泥泵、高压冲水、艏吹等分系统参数的方法,供有关人员参考.     

Long-term prediction method for the green water load and volume for an assessment of the load line

 To develop a practical prediction method for the green water load and volume on the bow deck in irregular waves, model tests were conducted using a tanker and a cargo ship on a domestic Japanese voyage. The relation between green water load and relative water height at the stem was considered. Based on the finding that the maximum value of the green water load is proportional to the square of the maximum value of the water elevation over the bow top, the probability density functions of the green water load and volume in short-term predictions were proposed. It was verified that the proposed functions show good agreement with the measured distributions, especially in the tails, and were better than conventional functions. Using these functions, long-term predictions of the green water load were carried out. It was confirmed that the present method is more rational than the conventional one for estimating the long-term probability of the green water load. An assessment of the bow height of a domestic Japanese ship from the viewpoint of deck wetness was carried out using these prediction methods. This research was used as the technical background for the revision of domestic rules on load lines, which was enforced in October 2001. Received: July 19, 2002 / Accepted: October 30, 2002 Acknowledgment. Some of the present study was carried out as part of a cooperation project (RR45) with the Shipbuilding Research Association of Japan, supported by the Nippon Foundation. Address correspondence to: Y. Ogawa (e-mail: ogawa@nmri.go.jp)     

精细时程积分在载荷识别中的应用

在载荷识别的逆问题研究中引入精细时程积分的理论,给出了基于模态分解形式的载荷识别公式,并构造出矩阵表达形式,能利用结构响应数据通过迭代求解瞬态随机外部激励幅值.数值算例结果表明,该方法能较好地识别外部激励,而且在已知激励位置时,识别结果更加可靠,精度令人满意.相对于频域内识别外部激励的传统解法,也提供了一种在计算量和精度上都令人满意的时域方法.     

复合材料舵水动力载荷等效施加方法及试验研究

针对复合材料舵水动力载荷的等效施加方法及可行性进行了理论和试验研究。以复合材料双支承舵、悬挂舵为研究对象,以舵叶载荷特性及变形特征为依据,提出了两型舵叶的水动力载荷试验等效施加方法,即双支承舵采用单面多块、悬挂舵采用单面单块加载;并通过有限元仿真分析,分别对两型舵叶在等效载荷与实际载荷作用下的位移、应力分布规律进行对比,验证了载荷等效方法的合理性;进而,制作复合材料悬挂舵模型,并开展了等效载荷下舵叶静强度、刚度特性试验研究,对等效载荷施加方法的可行性进行了验证。     

空中爆炸载荷作用下舰船结构毁伤规律研究

利用通用数值程序对空中爆炸载荷作用下舰船结构毁伤规律进行了分析,通过数值仿真结果与经验公式对比验证了所采用方法的有效性。在此基础上提取舰船结构毁伤效果、流场域以及舰船结构典型位置处的响应数据,得出如下结论:利用大型有限元软件在计算破口半径时数据结果偏小,但误差在15%以内,可以用于工程实践;空中爆炸具有局部性,取流体域半径为药包半径的六倍左右,满足工程要求;对于综合补给舰船型,舷侧为薄弱环节,应予以加强;舰船结构在垂向、横向以及纵向均具有较大加速度响应,且空中爆炸船体的响应衰减趋势较弱;药量越大,应力波传播速度越快,且在结构交界处较易出现应力集中的现象,对舰船强度有较大影响。     

远洋船舶空调系统的动态负荷仿真分析

采用黑箱模型理论建立了船舶多功能舱室动态负荷数学模型,经分析求解,获得了某典型欧亚远洋航线上的船舶动态负荷变化规律.结果表明:船舶空调负荷随航区、航行时刻发生显著变化,通风负荷占总负荷的51.92%,而舱壁导热、辐射负荷仅分别占总负荷的7.47%,6.68%;同一航区同一时刻,各功能舱室负荷最大值是最小值的2.684倍;此外,运用回归分析知,可变舱室负荷的91.72%受室外温度变化的影响.     

基于MATLAB的船用柴油机轴承负荷计算分析

船用柴油机轴承受力复杂,工作条件恶劣。研究船用柴油机轴承负荷的计算方法,对主机的日常维护有一定指导意义。通过对柴油机曲柄—连杆机构的运动学与受力学分析,得出轴承受力的计算方法。运用MATLAB语言编程,以潍坊柴油机厂生产的六缸船用柴油机——6200ZC柴油机为例,通过船员所读取的示功图,把曲柄转角和示功图上读出的气体压力作为初始值初始条件输入,计算出不同的曲柄转角下其连杆大端轴承和主轴承的负荷,运用MATLAB语言生成各轴承的负荷图,并对计算结果进行了分析。     

砰击载荷作用下双体船强度计算方法研究

舰船的砰击载荷与结构响应的研究一直备受关注.对于双体船来说,砰击按部位可分为底部砰击、外飘砰击和甲板上浪,和连接相邻船体的甲板下侧,即湿甲板砰击.目前对于双体船的砰击计算还不完善,因此对于该船型的砰击研究十分必要.本文分别利用规范计算和直接计算的方式,对砰击载荷作用下双体船强度影响进行研究.规范计算主要基于中国船级社规范计算砰击载荷,直接计算则是通过线性势流理论预报船波相对速度,借助相关规范确定砰击压力系数,实现砰击载荷的直接计算.通过有限元软件加载计算,分析比较2种载荷计算方法对双体船强度的影响,以指导砰击载荷作用下双体船局部结构的设计实践.     

船舶开孔梁局部屈曲的无网格MLPG分析方法

[目的]针对船舶开孔梁板易产生局部屈曲效应、受到较高的集中载荷作用会产生明显的结构响应和屈曲破坏力的问题,提出采用无网格数值方法对该类问题进行数值分析。[方法]首先,以问题域离散节点为基础建立其紧支函数,运用加权余量法建立系统位移场离散方程,并由移动最小二乘法构造离散节点的形函数,以获得位移函数的逼近函数;然后,结合经简化的屈曲评估法,将屈曲方程特征值求解进行降阶处理,得到更为精确的屈曲载荷因子;最后,进行算例演示,比较所提方法和传统计算方法并进行验证。[结果]结果显示,所提方法有效,其结果与原结构有着更高的契合度。[结论]针对开孔板梁的无网格法数值分析特性可为分析各种形状的蜂窝状板梁结构提供一种新的思路。