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。     

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.     

一种快速计算随机变量函数均值与标准差的新方法

船舶全海域大型化是一个发展趋势,因此船舶总纵极限强度可靠性计算中需要将极端波浪的影响参数考虑在内。一般的载荷计算方法并没有考虑极端海况中出现的特殊波浪载荷的影响;另外对于可靠性分析,极端载荷是更为复杂的随机变量,一般的船舶可靠性计算方法因为局限于某种特定分布,可能出现无法适用的问题。选取极端海况中上浪、砰击和大幅纵摇等对船舶总纵波浪弯矩有较大影响的因素,从航行界限的角度出发,将这些因素引入极端波浪弯矩的计算中,所得极端波浪海况下的波浪弯矩极值数据比常规波浪弯矩极值更大。参考实验数据表明,考虑极端波浪海况的波浪弯矩计算方法能在一定程度上更加真实地反映船舶所受波浪载荷;其次通过考察不同可靠性计算方法的特点,利用实例计算,给出极端海况下船舶总纵极限强度可靠性计算方法的选取建议。     

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)     

带负荷控制增益和最大负荷微调区的负荷控制器

负荷控制具有充分发挥主机效率,提高主机运行安全性的优点.文章介绍一种除负荷控制功能外,还带负荷控制增益和最大负荷微调区的负荷控制器,使负荷控制更为精确有效,也更为安全可靠.     

一种新型船舶智能载重测量仪的研究与应用

针对船舶货物卸载重量计量难的现状,开发了一种新型的船舶智能载重测量仪,并提出一种结构树编码免疫辨识算法实现船舶重量模型的辨识,该测量仪通过检测船体前后左右四个位置的吃水深度,精确计算船舶重量、船体倾斜度等数据,实现船舶卸货计量的智能化与自动化.在散装水泥运输船上的应用实践表明,该测量仪能实现比较理想的测量精度,误差小于0.5%,完全能满足船舶运输中对中低价货物的计量要求.     

移动线载荷板局部非线性响应的网格重划分数值方法

在船舶建造中,常涉及板的焊接、线加热、局部滚压成型等加工方式。该加工方式中的载荷作用区域相对于板的尺度较窄且具有高度的非线性特征,同时载荷稳定移动。把握加工参数与响应的关系在加工过程中很重要。由于载荷移动导致板局部非线性响应的特性不断随之变化,故其相应的计算非常复杂。常规的数值方法是主要采用的手段,但由于该方法在载荷全局作用区域上需预先将网格细密划分,导致计算效率低下。如果考虑到在该加工方式中载荷作用区域之外的大部分区域处于弱非线性或线弹性状态,在数值模拟中将载荷当前作用区域的单元划分细密,远离载荷作用区域划分得相对较粗疏,同时载荷移动时细密网格随着载荷一起移动,即采用网格重划分数值方法来分析上述问题就能节省大量计算时间。针对该方法,重点探究细密网格尺寸以及网格重划分频度对数值计算的影响及其与计算效率和精度的关系,并以板局部滚压成型加工为例进行数值计算。结果表明,该方法可作为移动载荷作用下板局部非线性响应的一种高效的计算手段。     

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。