矩形截面钢筋混凝土双向偏心受压构件应力计算方法的探讨

本文提出了矩形截面钢筋混凝土双向偏心(斜偏心)受压构件近似的应力计算方法(容许应力法)。本法便于计算,且精度能满足一般要求,可供实际工程中应用。     

动态松弛法和板的承载力

本文对动态松弛法提出一优化参数自动选择程序,使解题所用机时只是有限元法或有限差分法的1/8至1/10。这法可用以推算板在面外荷载或面内荷载作用下的极限承载力。对于面内荷载是下列五种情况:纯压、纯剪、纯弯、剪和压、剪和弯,经用此法研究了极限承载力和下列参数间的关系:板的宽厚比,板的初始几何缺陷,板的残余应力,边界条件。以所推算的结果和英国的成果(理论值及试验值)及英国桥梁规范BS5400的规则相比,它们符合得使人满意。     

将适用于压杆纵向力为定值时求压溃长度的弯短法用于压杆长度为定值时求压溃荷载

本文所发展的弯矩曲线法是以压溃理论为基础,以实用压杆为分析对象,在求得压杆徽段在轴力和弯矩共同作用下的曲率后(建立M—P—φ关系),按给定杆长,荷载偏心和初曲,计算压溃荷载P_A。本文用H形和T形截面压杆叙述了计算过程。为了检验计算结果,与实验值和其它方法计算结果进行了比较,并对计算结果进行了分析。对今后《铁路桥涵设计规范》(文中简称《桥规》)修订提出了建议。     

FHWA加筋土挡墙设计指南

目前的加筋土挡墙设计方法都是基于极限平衡理论上发展起来的,美国现有的设计指南使用的有容许应力法和荷载与抗力系数法。前者引入了整体安全系数,但没有考虑多种因素的不确定性,即使安全系数大于1还是存在结构破坏的可能。后者引入了荷载系数,加筋土挡墙的受力和抗力都有对应的荷载系数,在一定程度上荷载系数反应了挡墙某一状态的安全概率,其取值通过概率论和可靠度计算所得。     

PC连续刚构桥运营阶段箱梁开裂机理及预防措施

从温度应力、车辆荷载、砼容许主拉应力、砼疲劳、预应力损失等方面,对PC连续刚构桥在运营阶段出现的腹板斜裂缝进行了具体分析,结论是:容许主拉应力偏大、温度梯度选择不当、温度荷载及车辆荷载共同作用下的砼疲劳效应是箱梁腹板斜裂缝产生的主要原因;提出了预防开裂的措施:设计时选择适当的温度梯度;用防锈涂料对钢绞线进行防锈处理以防止因孔洞渗水对钢绞线产生的锈蚀;在各跨箱梁腹板的1/4L~3/4L之间的砼用钢纤维砼浇筑.     

PC连续刚构桥运营阶段箱梁开裂机理及预防措施

从温度应力、车辆荷载、砼容许主拉应力、砼疲劳、预应力损失等方面,对PC连续刚构桥在运营阶段出现的腹板斜裂缝进行了具体分析,结论是:容许主拉应力偏大、温度梯度选择不当、温度荷载及车辆荷载共同作用下的砼疲劳效应是箱梁腹板斜裂缝产生的主要原因;提出了预防开裂的措施:设计时选择适当的温度梯度;用防锈涂料对钢绞线进行防锈处理以防止因孔洞渗水对钢绞线产生的锈蚀;在各跨箱梁腹板的1/4L~3/4L之间的砼用钢纤维砼浇筑.     

移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

飞机荷载下水泥混凝土道面板应力计算方法

采用弹性地基板理论分析了道面板应力的主要影响因素,修正了公路标准轴载下路面板的应力计算公式,得到了飞机荷载下道面板的应力计算公式形式。采用正交设计法对道面结构参数进行安排,计算了不同道面结构在各种类型飞机荷载下道面板的应力。采用非线性回归方法对应力计算值和飞机荷载参数与道面结构参数进行分析,得到了单轮飞机荷载下水泥混凝土道面板的应力计算公式。对单轮飞机荷载应力计算公式引入荷载圆半径修正系数,并采用多元非线性回归方法,得到了双轮和双轴双轮飞机荷载下道面板的应力计算公式。利用荷载叠加原理得到多轴多轮飞机荷载下道面板应力计算公式。误差分析结果表明:回归应力计算值与有限元应力计算值相对误差不超过2%,应力计算公式具有较好的精度。     

关于建筑结构抗震概念设计(概率极限状态设计法)

我国结构计算理论经历了容许应力法、破坏阶段法、极限状态法、概率(极限状态)设计法四个结构设计理论,到目前普遍采用的是概率极限状态理论。     

基于结构应力的转向架构架焊缝疲劳强度研究

为了解决现行标准中转向架构架焊缝容许疲劳强度数据存在的问题,针对当前的各种结构应力方法和数据,就其在焊缝结构应力测试、容许应力幅、设计值存活率、平均应力修正、焊缝修整疲劳强度提高及极限容许应力确定等方面的关系和差异进行对比,并构建了Q345钢焊缝基于实测结构应力的疲劳图和S-N曲线. 结果表明:转向架构架焊缝结构应力的实测可沿用B12/RP17规定的方法,即采用6 mm长的应变片并将其前端紧靠焊趾边缘布置;建议借鉴IIW (International Institute of Welding) FAT100和FAT90两组基本数据,并应用其平均应力和焊缝修整疲劳强度提高的修正方法,构建更加合理的基于实测结构应力的焊缝容许疲劳强度数据;对于2 × 106次循环数对应的疲劳图,极限容许应力可参考DVS 1612规定的方法,由母材屈服极限除以相应的安全系数确定.      

预应力混凝土箱梁起拱度的快速算法及应用

介绍了预应力混凝土箱梁起拱度的常规算法。在此基础上,采用寻求等代梁底均布荷载的思路,并假定预应力作用下产生的箱底最大压应力与等代均布荷载产生的最大压应力相等,提出了预应力混凝土箱梁起拱度的简化算法。计算实例表明,该算法计算过程简单,便于工程应用,且精度可满足工程施工设计需要,为箱梁台座制作时预留反拱和桥面铺装厚度的控制提供参考依据。     

等截面薄壁空心墩宽厚比限值研究

基于中心压杆具有相同稳定系数的条件,推导了考虑自重作用和杆顶集中力共同作用下的中心压杆临界荷载计算公式。视薄壁空心墩为薄板构成的构件,根据薄壁空心墩优先发生整体失稳破坏的破坏形式,以桥墩整体稳定应力小于壁板临界应力作为控制条件,推导了桥墩受压壁板应满足的临界宽厚比(临界厚度)计算公式,采用有限元模型进行验证。算例结果表明:采用推导出的公式可计算出已知板宽下的极限厚度,计算精度能够满足工程要求。     

盖板体外预应力加固的应力增量统一算法

基于体外预应力筋应力增量与梁体跨中挠度及混凝土压应变的相关性,提出了盖板体外预应力筋加固的结构计算模型.利用结构变形前后的几何关系,导出了体外预应力筋应力增量的统一表达式,并用室内模型试验证明计算方法的准确性.同时分析了影响体外筋应力增量的力筋面积、预应力值、外荷载形式及既有梁配筋率等参数的敏感性,可为实际工程提供理论支持.     

钢管混凝土拱桥管内混凝土灌注阶段扣索力计算

钢管混凝土拱桥管内混凝土灌注时,会在某些阶段产生超过混凝土容许值的过程拉应力,需要通过张拉扣索力来调整。提出利用拱脚管内混凝土截面应力影响线来寻找最佳扣索点位置,分别计算管内混凝土灌注阶段和单位扣索力下控制截面的应力。根据混凝土施工过程中的容许应力值,计算出混凝土灌注时所需的扣索张拉值。结合在建中的湖北恩施小河特大桥,介绍详细计算方法     

甘河沟大桥拱架设计分析

对毕节市双山新区梨新大道甘河沟大桥悬拼钢拱架现浇施工拱架进行设计分析,按照混凝土采用竖向分环、纵向分段原则进行浇筑,采用MIDASCIVIL2010计算软件进行空间杆件建模,计算结果表明在一般状态下拱架最大应力发生在拱圈浇筑腹板及横隔板,温度影响时应力增长较小;钢拱架强度满足规范要求且具有一定安全储备,为后续施工过程不均匀荷载留下足够安全储备;钢拱架挠度在工况3和工况5情况下大于容许值,由于计算模型假设和荷载取值趋于保守,最终以工况4控制拱架挠度较为合理。     

悬索桥重力式锚碇结构-地基联合承载机制

基于普宣高速公路宣威岸重力式锚碇工程,设计了不回填无预应力、不回填有预应力和回填有预应力3种计算工况,利用数值仿真试验分析了重力式锚碇和地基的力学机制和破坏模式。承载机制表明:8倍设计荷载之前没有塑性变形,为弹性工作状态,最大变形在锚岩界面,摩擦效应居主导,基底拉应力区可控,锚碇结构抗滑移和抗倾覆性均处于稳定可控状态;12倍设计荷载之后塑性区逐步扩展,达到20倍设计荷载时全部贯通,基底塑性变形明显,锚碇结构变形显著,基底夹持岩体剪切破坏,夹持效应居主导,基底拉应力区不可控,锚碇结构抗滑移和抗倾覆性均处于不可控状态;锚碇施加的预应力只在结构-岩基协调变形之前起作用,之后影响不大;回填可以极大地改善基底应力状态与结构扭转变形、抗滑移和抗倾覆稳定性,可在容许变形范围内适当考虑增强效应。可见,重力式锚碇结构-地基协调变形与联合承载机制,表现为摩擦效应、夹持效应和回填效应的综合作用。监测结果显示:通过基底拉应力和压应力监控结构与地基接触面安全性,监测值小于地基容许承载力3MPa;通过基底变位和地基深部水平位移监控结构抗滑移稳定性,实际工程监测值小于1mm;通过角点不均匀沉降监控锚碇抗倾覆稳定性,倾斜值小于0.006;通过大体积混凝土温控监测可知,内部最高温度小于60℃,进出水温差小于15℃,内表温差小于20℃,峰后降温速率小于3℃·d~(-1);锚束锁固荷载监测变化幅值不超过设计值的5%。     

用矩阵权函数分析基层底部混合型裂缝的应力强度因子

由于基层材料的变异性、基层干缩 (尤其是水泥基基层 )、温度应力、土基压实不够、施工和养护不当 ,以及混合型荷载等都会在基层形成混合型裂缝 ,这些裂缝很容易形成反射裂缝 ,因而分析基层混合型裂缝应力强度因子就非常有必要。根据能量准则、叠加原理、贝蒂互换定理等推导出用矩阵权函数计算混合型应力强度因子的方法。并分析了待定权函数系数的求法 ,即结合有限元计算混合型裂缝应力强度因子方法求出待定的权函数系数 ,继而得到了矩阵型权函数。并利用有限元检验得到的权函数 ,两种不同方法在不同荷载作用下的计算结果吻合得很好 ,表明该方法可行。并编制了相应的程序来实现上述理论 ,对研究反射裂缝扩展和工程应用非常有益     

地基容许承载力的理论公式与安全系数分析

结合工程实际通过对基地容许承载力、临界荷载、极限荷载的对比分析,提出利用理论公式确定地基容许承载力时安全系数的选用方法,在施工中具有一定的参考价值。     

移动荷载下爬坡路段沥青路面力学响应特性(英文)

以解放CA141为代表车型,分析了车辆在驶入爬坡路段后的4种可能行为,根据其动力性能参数计算出上坡时加减速换挡的加速度,据此建立了移动荷载下三维沥青路面瞬态动力学分析有限元模型,对不同行驶工况下路面内的压应力、剪应力及竖向位移特性进行分析。计算结果表明:在移动荷载作用下,路面结构的应力响应不仅具有波动特性,同时在一定区域内呈现交变特性,出现了拉压应力逆转变化,压应力分布主要集中在路表0～6cm范围内;由于速度的降低及水平力的增大,路表处最大剪应力由轮隙向轮心处迁移,沿道路深度方向,最大剪应力峰值由中面层位置向路表迁移;车辆的变速及低速行驶是引起爬坡路段车辙变形的主要原因。     

基于ABAQUS的检查井井周路面力学特征分析及病害防治研究

以天津市快速路为研究对象,运用ABAQUS有限元软件建立检查井井周路面结构有限元力学分析模型,分析了井周结构拉、压应力和剪应力的受力特点和变化规律,对防治检查井井周病害提出的4种混凝土钢筋骨架井圈做了可行性应力分析。研究结果显示:在汽车荷载驶入又离开检查井井周的过程中,检查井井周混凝土顶层压应力和底层拉应力都呈现先增后减的变化趋势;在混凝土井圈内设置一定数量等级的钢筋骨架,可以有效地帮助混凝土承担汽车荷载所造成的拉应力作用,避免底层拉应力破坏的现象发生,为检查井结构设计、井周病害防治以及施工提供了参考价值。