十字形加劲肋正方形钢箱截面短柱极限状态有限元分析研究

采用具有十字形加劲肋的钢箱截面短柱作为分析对象,考虑组装时焊接影响,利用MARC软件进行了短柱压弯荷载作用下的FEM弹塑性分析。变化宽厚比及轴压比等参数,对分析模型的极限应变、应力分布及变形等极限状态进行了研究。结果表明:宽厚比及轴压比参数对短柱的最大承载力和极限状态有较大影响,宽厚比和轴压比参数较小的短柱具有较好的抗震性能。     

素混凝土柱极限承载力计算方法

开展了19根素混凝土柱极限承载力试验, 提出了素混凝土柱长细比和偏心率的合理取值范围, 采用非线性有限元方法对试验柱承载力进行计算, 通过理论分析和试验数据回归, 提出了素混凝土柱极限承载力计算方法。计算结果表明: 当试验柱长细比大于15与偏心率为0.3时, 素混凝土柱的破坏模式为截面受拉破坏, 未能充分发挥混凝土以受压为主的材料性能; 当试验柱长细比不大于15与偏心率不大于0.3时, 其破坏模式为截面受压破坏。承载力有限元算法计算值与试验值的平均比值为0.995, 方差为0.001 8, 计算值与试验值吻合较好, 有限元算法可用于素混凝土柱的参数分析。提出的素混凝土柱极限承载力计算方法考虑了长细比和偏心率对承载力影响的耦合作用, 其计算值与有限元算法计算值的平均比值为0.976, 方差为0.003, 表明提出的算法具有较高的精度, 且偏安全。     

沥青路面极限承载力与寿命评估

不同等级的沥青路面,其极限承载力不同;同一路面结构在不同的寿命阶段,其极限承载力也不相同。根据提出的沥青路面极限承载力计算方法,对我国3种等级的典型沥青路面结构进行分析,探讨典型沥青路面极限承载力分析技术,最后介绍无损检测技术在沥青路面极限承载力中的应用。     

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。     

有初应力的钢管混凝土偏压构件极限承载力计算

应用有限元方法对有初应力的钢管混凝土偏压试件进行了非线性分析,算例计算结果与试验结果吻合良好．应用该方法,以长细比、偏心率和初应力度为主要参数对有初应力的钢管混凝土偏压构件进行了受力性能分析．分析结果表明,初应力度对于偏压短柱受力的影响与初应力对轴压柱的影响基本相同;对于偏压长柱,稳定极限承载力随着初应力增大呈非线性下降趋势,最大下降幅度可达20％,同时稳定极限荷载所对应的挠度也相应增大．增加钢号等参数,对大量进行了有限元计算,给出了极限承载力的初应力度影响系数（有初应力构件的极限承载力与无初应力构件的极限承载力之比）的简化计算公式．最后,以表格的形式给出仅含两个主要参数（长细比和初应力度）的初应力度影响系数,以供工程中更加简便、偏安全的应用．     

混凝土偏压柱承载力计算方法

应用《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61—2005) 中的砌体柱和素混凝土柱承载力计算方法以及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) 中的钢筋混凝土柱承载力计算方法, 分别对3座跨径为70、160、420m的钢筋混凝土拱桥进行了主拱承载力验算。考虑长细比、偏心率、配筋率等参数, 研究了钢筋混凝土柱的承载力变化规律, 分析了混凝土拱等效梁柱的参数范围以及砌体柱、素混凝土柱、钢筋混凝土柱的极限承载力。分析结果表明: 配筋率较小的钢筋混凝土拱等效成梁柱后, 按JTG D61—2005计算的承载力大于按JTG D62—2004计算的结果。对配筋率较小而长细比、偏心率较大的钢筋混凝土柱, 按钢筋混凝土柱计算的承载力反而小于砌体柱或素混凝土柱的承载力。可见, 2种规范中混凝土偏压柱承载力计算方法存在不合理之处, 需进一步改进。     

哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力的线弹性分析方法

为了提高哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力的计算效率, 提出了极限承载力分析的高效自适应弹性模量缩减法; 根据连续条件和截面塑性承载性能, 建立了钢管混凝土哑铃型构件压弯承载力相关方程, 通过回归分析得到了相应的齐次广义屈服函数; 采用单一组合材料梁单元建立了拱肋的线弹性有限元迭代模型, 通过自适应缩减高承载单元弹性模量模拟结构在加载过程中的刚度损伤, 确定拱肋的极限承载力, 并与模型试验、非线性有限元法和等效梁柱法计算结果进行了对比。计算结果表明: 建立的齐次广义屈服函数计算结果稳定、可靠, 克服了传统广义屈服函数计算结果受荷载初始值影响的缺陷; 采用自适应弹性模量缩减法只需较少的离散单元数与迭代步数即可获得稳定的极限承载力, 且与模型试验结果误差小于3%, 计算耗时小于16s, 相对非线性有限元法具有良好的计算精度和效率; 哑铃形截面拱肋相比圆形截面拱肋具有更好的承载性能, 矢跨比、含钢率和荷载作用方式是影响钢管混凝土拱肋极限承载力的重要因素; 随着矢跨比增大, 极限承载力增速减缓; 随着含钢率增大, 极限承载力几乎呈线性增长; 随着集中力与均布力比值增大, 其对极限承载力的影响逐渐减弱; 轴力与弯矩是拱肋的主要内力, 随着矢跨比增大, 弯矩对极限承载力的影响更加显著。     

初应力对钢管混凝土哑铃形长柱受力性能的影响

进行了初应力对钢管混凝土哑铃形轴压长柱试件的试验研究．在试验研究的基础上,进行了以长细比、偏心率和初应力度为参数的有限元分析,探讨了初应力对其力学性能的影响及其极限承载力的计算方法．分析结果表明,有初应力的钢管混凝土哑铃形柱的受力性能与有初应力的单圆管的相似．初应力使构件弹塑性阶段提前、弹性极限荷载及切线刚度降低．初应力对极限承载力影响不大,但随着长细比的增大而增加,长细比较小时对其可忽略不计．最后,给出了考虑初应力影响的钢管混凝土哑铃形构件极限承载力的实用计算方法．     

吉林市雾凇立交桥钻孔灌注桩竖向承载力试验研究

针对吉林市雾凇立交桥试桩单桩竖向抗压静载承载力试验未达到破坏荷载时,如何判定无特征点的缓变型Q-s曲线的单桩极限承载力的问题,提出采用斜率倒数法、百分率法和港口工程桩基规范法等方法进行解释,并将其推算的结果进行综合对比分析以确定该桩的单桩竖向极限承载力。计算结果表明,该方法合理可靠,具有较高的精度。     

混凝土偏压构件极限承载力的非线性理论分析计算

根据混凝土材料的非线性的应力－应变关系,采用非线怀分析计算的方法,对矩形、圆形截面的混凝土偏心受压构件的极限承载力做了理论分析与计算,建立了荷载偏心对构件承载力影响折减系数的计算方法。     

钢-混凝土双面组合连续箱梁负弯矩区有限元分析

钢-混凝土双面组合箱梁是由两个H型钢作钢骨架,并与上下两块混凝土板组合形成的箱形截面,可用于连续梁的负弯矩区。推导得到了负弯矩区截面弹性刚度和塑性极限弯矩的计算公式。建立集中力作用下双面组合连续箱梁负弯矩区的Ansys分析模型,得到了组合梁的荷载挠度曲线、截面应力和应变变化曲线以及钢与混凝土交界面的纵向滑移分布。与双主梁组合梁和普通组合箱梁的受力性能做比较,显示了双面组合箱梁承载能力和变形能力的优越性。     

一座新型自锚式悬索桥的索塔施工控制研究

由于大连市挑月桥成桥状态的索塔受力以受压为主,而吊装过程中却以受弯为主,如果采用传统的4点吊装工艺,则索塔应力接近设计极限.因此提出了空间6点吊装工艺.模拟了索塔平吊过程中吊带的吊力分配,从而确定了吊带的长度及误差范围;并进一步以每转动5°为一个工况模拟了竖转施工,确定了前后吊带吊力及吊船天灵移动轨迹等.     

路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏机理

为了合理分析软土地区路堤下素混凝土桩复合地基的稳定性,基于离心模型试验和仿真分析,研究了不同桩间距条件下路堤下素混凝土桩复合地基桩体的受力特征,引入桩体破坏逐一退出机制,分析了桩体破坏模式. 结果表明:在路堤自重和列车荷载作用下,路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏模式具有显著的桩间距效应,当桩间距分别增大至4倍和6倍桩径时,最靠近坡脚的第1列与第1、2列素混凝土桩分别产生了断桩破坏;在桩间距不变的条件下,随着上部荷载的增大,素混凝土桩最大弯矩和剪力均逐渐增大;施加列车荷载后,桩体最大弯矩和剪力往路基坡脚方向呈逐渐增大的规律,桩间距由3倍增大至6倍桩径时,靠近坡脚的桩体最大弯矩由172.9 kN?m增大至601.0 kN?m,大于桩体标定极限弯矩值,剪力由89.4 kN增大至249.1 kN,小于桩体标定极限剪力值,表明离心模型试验中素混凝土桩产生弯曲破坏而不是剪切、受压和受拉破坏,最靠近坡脚的桩最先发生弯曲破坏,随后往路基中心方向呈逐一弯曲破坏模式.      

钢框架梁柱端板连接有限元分析

针对不同细部参数的梁柱端板连接节点进行非线性有限元分析,研究端板厚度、螺栓直径、螺栓排距和梁截面高度等因素对节点受力性能的影响.结果表明：增大端板厚度、螺栓直径、梁截面高度,减小螺栓排距,则节点的初始连接刚度和极限弯矩承载力均有显著提高,但转动能力降低.文中还运用正交试验设计的方法,分析各因素在不同水平组合下对节点初始转动刚度和极限弯矩承载力的影响程度,得出各因素的最优水平组合,针对正交试验的各因素进行回归分析,得出初始转动刚度和极限弯矩承载力与影响因素相关关系的近似经验公式.     

带混凝土翼板的圆管上翼缘钢-混凝土组合梁抗弯性能

考虑不同加载方式与下翼缘宽度, 对3根带混凝土翼板的圆管翼缘钢-混凝土组合梁进行抗弯性能试验, 分析了试验梁的抗弯承载性能与破坏形态; 基于试验梁的抗弯特征, 推导了组合梁屈服弯矩和极限弯矩简化计算公式。研究结果表明: 试验梁均发生典型的塑性弯曲破坏, 稳定性良好; 达到极限承载力时, 梁端处上翼缘钢管与混凝土翼板相对滑移均小于0.43 mm, 试验梁体现了良好的协同工作性能; 随下翼缘宽度的增加, 试验梁刚度与承载力增大, 对于下翼缘宽度分别为150、260、300 mm的试验梁, 其屈服弯矩的比值为1∶1.44∶1.55, 极限承载力的比值为1∶1.31∶1.40;随着试验梁承受弯矩的增大, 当中性轴上升至混凝土翼板时, 钢管混凝土处于受拉状态, 可不考虑钢管与内填混凝土的套箍效应, 而当塑性中性轴位于上翼缘钢管混凝土内时, 可不计入该套箍作用对极限抗弯承载力的影响, 但其可促进延性的继续发展; 试验梁的位移延性系数均大于3.35, 延性较好; 屈服弯矩、极限弯矩理论计算值与试验值的比值分别为1.02~1.04、0.96~1.03, 吻合良好, 因此, 所出提出的简化理论计算公式简单、可靠。     

钢筋混凝土偏心受压构件受压承载力的合理分析

依据弹塑性力学原理,讨论了钢筋混凝土偏心受压构件截面分析的一般方法,研究了构件在轴心压力和弯矩的联合作用下,构件正截面的受力性能及承载力问题.通过理论分析和具体实例,结合钢筋混凝土偏心受压构件的截面计算问题,对教材中传统计算及论文中精确计算的结果进行了比较,认为在进行截面设计时,截面复核的步骤不容忽视,且明确此时轴向力设计值并不等于轴向受压承载力设计值,由此给出合理的分析方法,以便于工程计算及分析的合理化.     

无粘结预应力混凝土技术在桥梁工程上的应用

介绍了无粘结预应力混凝土技术的特点、发展历程和应用的现状。对当前应用较多的无粘结预应力筋极限应力和无粘结预应力梁极限弯矩的多种求解方法进行了分析。指出无粘结预应力混凝土技术将在桥梁工程上得到更加广泛的应用。     

钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值研究

基于合理的材料本构关系模型,采用有限元法对长期荷载作用下钢管混凝土柱的变形-时间关系曲线进行了计算,并在此基础上对长期荷载作用下钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值进行了拟合和分析.分析结果表明:在长期荷载作用下,钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值要明显小于素混凝土;采用0.9作为钢管内核心混凝土的徐变系数终值是合理且偏于安全的.     

钢-活性粉末混凝土组合梁的极限承载力

对于连续体系的钢-普通混凝土组合梁,处于负弯矩区的混凝土桥面板由于抗拉强度低,极易受拉开裂,导致组合梁的强度与耐久性下降.针对这一问题,提出了采用超高强度、高耐久性、高韧性且体积稳定性良好的活性粉末混凝土（RPC）材料代替普通组合梁中的混凝土桥面板,并根据RPC材料的本构关系及抗拉强度高的特点,确定以临界开裂状态作为这种新型钢,RPC组合梁的正截面破坏模式,推导了极限承载力计算公式,并对组合截面中RPC板与钢梁的高度比、宽度比、RPC板中的配筋率进行了参数影响分析.结果表明：钢-RPC组合梁与同条件的普通组合梁相比,在保证负弯矩区桥面板不开裂的情况下,极限承载力仍有所提高,并且结构的抗裂性、刚度和耐久性都可得到极大改善.     

RC梁桥承载力的振动测试评估方法

为了将结构的动力参数应用于在役RC梁桥的实际承载能力评估, 根据四片钢筋混凝土简支T梁静、动力损伤试验成果, 应用非线性回归方法, 得到不同配筋率下表征T梁刚度比和频率比关系的曲线族方程, 建立了钢筋混凝土单梁结构动力特性与承载力之间的关系。基于实测基频和裂缝特征将整桥的动力特性分解为单梁的动力特性, 应用钢筋混凝土单梁模型试验研究成果, 对RC梁桥结构性能进行评估。本文建立的动力法评估模型为: 结构基频和裂缝特征→刚度→名义配筋率→单梁抗弯能力。通过对某座实际RC梁桥的动力法评定得到了单梁的变形控制弯矩、裂缝控制弯矩、强度控制弯矩, 评定结果与静载试验结果一致。可见, 以实测基频和裂缝特征可预测出RC简支梁桥的实际承载力, 精度满足实际应用要求。