梁柱半刚性连接的钢框架非线性分析

考虑连接的半刚性以及构件的几何非线性的影响,采用二阶非线性分析方法对半刚性连接钢框架进行分析,推导考虑轴力和剪切变形影响的刚性梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵,并编制了相应的程序计算钢框架的内力和位移.算例结果表明,考虑连接的半刚性,节点约束程度减弱,钢框架横梁跨中弯矩和柱底弯矩增大,梁端弯矩减小;节点半刚性连接和二阶效应对钢框架受力性能有明显影响.     

地铁应急救援车辆配置绩效评估模型

分析了地铁应急救援车辆对地铁灾害事故实施救援的排队过程, 定义了救援车辆响应地铁灾害事故的状态空间, 基于随机生灭过程理论建立了救援车辆的联合排队模型, 得到救援状态平衡方程; 为了减小平衡方程求解的运算量与存储空间, 提出了基于稀疏矩阵压缩的联合排队状态概率改进求解算法, 给出了包括救援响应时间、救援车辆工作强度、跨区救援概率等地铁救援系统各项绩效评价指标计算方法; 为了验证模型与求解算法, 以实际的地铁线网为例, 研究了路轨两用救援车、履带式救援车和便携式救援车的性能指标。计算结果表明: 算法迭代7次以后, 收敛精度数量级达到了10^-8; 路轨两用救援车、履带式救援车和便携式救援车的平均响应时间分别约为14、20、10 min; 路轨两用救援车、履带式救援车跨区救援概率分别约为0.85、0.75, 便携式救援车跨区救援概率数量级为10^-5; 在各小区接收外部救援车方面, 路轨两用救援车和履带式救援车跨区救援概率约为0.7, 而便携式救援车跨区救援概率的数量级约为10^-6; 在救援强度的均衡性方面, 路轨两用救援车、履带式救援车和便携式救援车依次降低。     

I型金属夹层结构连接构件强度数值计算方法

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接构件的强度特性是设计者关注的关键问题之一。应用有限元分析软件ANSYS,提出采用壳体连接技术和子模型法,对I型金属夹层结构的两种典型连接构件进行强度分析。通过与全部体单元模型计算结果进行对比,分析了多点约束、自由度耦合、约束方程和端面壳4种壳体连接方法和子模型法计算连接构件在面内、面外载荷作用下强度的计算精度。结果对比表明,在主模型网格划分合理的情况下,采用端面壳、壳—体多点约束的子模型法可取得较好的计算精度与操作简便性的平衡,同时,还可大大降低计算规模。     

基于热点应力法的矩形钢管混凝土组合桁梁桥节点疲劳评估

为准确评估矩形钢管混凝土组合桁梁桥节点疲劳性能, 引入热点应力法, 可通过平面杆系模型、空间杆系模型和三维实体模型计算节点焊趾处的热点应力幅, 并通过对52个节点疲劳试验数据回归分析, 拟合得到热点应力幅-循环次数曲线; 选取陕西黄延高速一座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为典型案例进行节点疲劳评估, 并对原有节点设计方案的构造进行优化。研究结果表明: 相比于墩顶矩形钢管混凝土节点, 跨中矩形钢管节点热点应力幅更大, 为60.1 MPa, 发生在主管表面, 但是小于欧洲规范Eurcode中的容许疲劳强度71 MPa, 满足疲劳设计要求; 对跨中疲劳易损节点进行设计构造优化, 原设计矩形钢管节点变为矩形钢管混凝土节点后, 管内混凝土改变了节点局部刚度, 使相贯线焊趾处应力分布均匀, 支、主管表面热点应力幅平均降低25.1%, 对原设计节点进行焊缝后处理, 可有效消除焊接初始拉应力, 改善节点疲劳性能, 支、主管表面热点应力幅平均降低14.9%;采用空间杆系模型对优化后的跨中矩形钢管混凝土节点进行疲劳评估, 支、主管表面最大热点应力幅分别为58.9、54.1 MPa, 大于三维实体模型计算得到的支管和主管表面最大热点应力幅45.2、47.1 MPa, 空间杆系模型计算结果偏保守, 且无法像三维实体模型一样准确计算不同热点位置的疲劳效应, 也无法准确判断疲劳开裂起始位置。     

大断面越江电力管廊隧道管片接头力学行为研究

为了探究盾构隧道管片接头力学性能,基于苏通GIL综合管廊隧道工程,采用有限元软件ANSYS建立用三维精细化数值模型对其接头力学参数和破坏过程进行计算和分析,并采用试验方法对接头力学行为进行分析,将试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明:接头竖向位移、接头转角和接头抗弯刚度与接头内力关系曲线具有明显的分段线性或非线性特征,其中接头竖向位移和接头抗弯刚度与弯矩的关系曲线可以分为两段,接头转角与弯矩的关系曲线可以分为3段;轴力对管片接头的各项力学参数均有不同程度的影响;正弯矩接头的破坏始于外弧面混凝土压溃;试验得到的接头力学参数和数值计算结果均呈现出相同的变化规律,验证了数值计算的可信度。     

跨线桥转体技术发展现状与展望

随着高速铁路的普及,跨线桥转体技术的应用越来越普及。为确保转体过程中的安全,实现转体的智能化、自动化,能够使转体技术在特殊建设环境中具有更为广泛的应用范围,在降低工程造价上具有更大的优势。通过调研国内外转体桥工程实例,总结出常规转体桥的技术特点及存在的主要局限性,介绍近年来出现的一些转体桥新技术的特点及研究成果。最后,着重从转体工艺、球铰技术、转体动力系统、转体应用等方面对转体桥技术的进一步发展进行展望,提出一些解决措施和思路,为今后的桥梁转体技术发展提供参考。     

考虑各向异性形貌特征的岩体结构面刚度计算模型

为了实现岩体结构面切向刚度和法向刚度的便捷化精准取值,准确分析结构面变形行为特征,以关山隧道闪长岩结构面为例,对结构面形貌信息进行数字化提取,应用3D打印技术制作结构面试样,开展单轴压缩与各向异性直剪试验,提出了各向异性新形貌参数,建立了结构面切向刚度与法向刚度计算新模型。研究结果表明：新形貌参数综合考虑了结构面起伏体上坡段的爬坡角与爬坡高度,有利于反映结构面形貌的各向异性特征,并且同一方向上结构面剖面线的形貌参数服从对数正态概率分布;在物理模型力学试验的基础上,结合结构面形貌参数、结构面壁面强度和法向应力构建的结构面切向刚度计算新模型,不仅降低了计算参数的获取难度,还可以更好地体现结构面切向变形能力的各向异性;改进的双曲函数法向刚度计算模型考虑了结构面初始法向刚度和最大法向闭合量与结构面壁面强度之间的量化关系,避免了复杂的力学测试,简化了法向刚度的获取过程;通过与经典计算模型和力学试验结果进行对比,发现采用新模型计算的刚度更为接近试验值,其中切向刚度与试验值的平均相对误差为2.09%~27.88%,法向刚度与试验值的平均相对误差为3.25%~17.25%,表明结构面切向刚度和法向刚度计算新模型可以更准确和便捷地获取结构面变形参数。     

水泥路面接缝传力杆周围混凝土损伤塑性分析

为揭示水泥路面接缝传力杆周围混凝土的受力特性与损伤机理,基于ABAQUS有限元软件,介绍了混凝土损伤塑性(CDP)模型及其参数确定方法,应用CDP模型模拟了混凝土试件单轴拉伸和压缩试验,通过对比模型试验结果验证了CDP模型参数的准确性;在此基础上,建立了接缝设置传力杆的水泥路面三维有限元模型,分析了在不同轴载作用下水泥路面接缝传力杆周围混凝土的塑性应变、损伤因子和等效应力的分布和发展规律,对比了采用CDP模型与混凝土弹性模型时传力杆周围混凝土的应力差异。分析结果表明：对于混凝土单轴拉伸、压缩试件,基于CDP模型的应力-变形全曲线模拟结果均与试验结果一致,说明CDP模型及其参数确定方法准确;对于接缝设传力杆的水泥路面,当荷载作用在接缝传力杆黏结端上方板边时,传力杆黏结端混凝土的受力最为不利;随着轴载的增大,传力杆黏结端底部混凝土率先发生损伤塑性,等效应力逐渐减小;当轴载从100 kN增大至250 kN时,传力杆周围混凝土塑性区范围从底部135°~225°扩展至60°~300°,底部150°~210°范围内混凝土发生完全损伤塑性而退出工作,等效应力趋于0,应力重分布导致更多的荷载由传力杆两侧和上部混凝土承担;若传力杆周围混凝土采用弹性模型,传力杆底部混凝土等效应力将不断增大而超过极限强度,因此,分析传力杆周围混凝土应力集中问题建议采用CDP模型。     

郑漯高速公路加宽工程新旧桥梁拼接设计施工技术研究

为解决京珠国道主干线郑州至漯河段高速公路改扩建工程新旧桥梁结构拼接中的有关问题,考虑新旧结构的不均匀沉降及混凝土收缩、徐变差异等因素,参考和吸取了国内目前已进行加宽改建高速公路桥梁的经验教训,提出新旧桥梁在结构上采用上连下不连的设计与施工技术,研究成果对相关工程问题的解决具有重要的参考和借鉴价值。     

广州市乘客自动输送系统的分建车站建筑设计

珠江新城是21世纪广州市中央商务区(CBD)的重要组成部分,完善发达的内外交通是CBD的支撑基础.乘客自动输送系统是中央商务区内部交通与外部交通联系的重要途径,其9个车站沿城市新中轴线设置在城市最中心的繁华地段,车站建筑布置因地制宜、形式多样,其中4个分建车站全线统一采用岛式站台,出入口位于城市中心区,全部采用无盖出入口的形式,分建车站至少设有2个能直通地面的疏散口.