土木建筑专业毕业设计中常见问题分析

框架结构设计是结构专业常见的毕业设计选题。设计过程中学生对活荷载的折减、计算地震作用时结构自振周期的确定、重力荷载代表值的统计等荷载及荷载效应的计算以及截面设计中一些问题存在概念错误。在熟悉规范相应规定的基础上,对这些问题进行分析。     

船舶旋转角速度变化规律

为提高船舶在受限水域调头、转向和避让会遇船舶时的安全性,有必要对船舶旋转角速度的加速、稳定和减速过程进行量化。根据流体力学和旋转力学原理,运用数学推理和运算的方法得出船舶在受到恒定的动力矩的作用时,其旋转角速度与时间的函数关系;推导出旋转角速度加速和减速过程的函数表达式,以及旋转角速度衰减1/2所需的时间和船舶旋转的角度。研究所得结论可指导操船者量化船舶旋转的角速度,船舶以某一旋转角速度旋转时,撤除动力矩之后,艏向稳定的新航向,以及船舶在主机舵机船电失灵等应急情况下,在狭窄水域避让会遇船舶和居间障碍物时所采取的最大旋转角速度等。     

一种新型的势垒式限滑差速器

提出了一种新型势垒式限滑差速器。分析了这种差速器的工作原理,介绍了齿轮设计所采用的非渐开线齿形并沿齿面节线分段设计的方法,进行了台架和路试的可靠性试验、最大牵引力试验和制动距离试验。     

膨胀土高填方路堤稳定性的有限元分析

根据工程中膨胀土路堤边坡的破坏特点,考虑浸水后的膨胀力作用,建立了膨胀土路堤边坡膨胀力的分层化三角形分布模式,从而建立了路堤边坡的荷载作用模型。采用弹塑性有限元分析法,结合具体工程实例,对膨胀土路堤边坡在浸水条件下的稳定性进行模拟分析。分析表明:考虑膨胀力作用时,路堤边坡的最危险滑动面通过坡脚点,且近似为圆弧状,边坡的计算稳定系数明显降低。浸水后膨胀力的作用会明显降低边坡的稳定性,故工程中应做好膨胀土路堤的坡面防护和防水排水措施。     

厦漳跨海大桥南汊主桥桥塔设计

厦漳跨海大桥南汊主桥为主跨300 m的双塔结合梁斜拉桥.对H形、钻石形、菱形和宝瓶形等塔形进行比选,最终确定该桥桥塔采用改进的H形钢筋混凝土桥塔(上塔柱竖直,中塔柱倾斜,下塔柱外侧面竖直、内侧面倾斜).桥塔塔柱采用矩形空心截面,在塔底设置高4.0m的实体段;钢锚梁采用开口箱形截面;塔柱横梁为全预应力混凝土结构,箱形截面;承台采用哑铃形截面;桥塔基础采用钻孔灌注桩群桩基础.为检验桥塔受力,对裸塔和全桥进行整体计算,并采用ANSYS和MIDAS分析桥塔关键部位局部受力.分析结果表明,桥塔各部位受力均满足规范要求,并有一定的安全储备.     

无背索斜拉桥钢-混凝土组合脊骨主梁的关键受力分析

根据无背索斜拉桥中大悬臂钢-混凝土组合脊骨主梁的结构和受力特点,采用空间有限元法分析了混凝土桥面板徐变对组合脊骨梁内力分配的影响、钢箱梁扭转效应、组合悬臂挑梁受力及荷载横向分布、桥面板剪力滞效应等几个关键性受力问题,并利用外国规范验算了钢箱梁承压板的局部稳定性。由分析可知,混凝土徐变导致脊骨梁中钢箱梁应力增加,混凝土板应力下降;钢箱梁的扭转翘曲正应力可达到弯曲正应力的10%;大悬臂组合行车道板的横向分布计算取3片梁模型即可,且施工中采取预弯措施可防止组合挑梁的混凝土板受拉开裂;《本四桥规》中承压板容许应力计算公式约具有2.0的安全度;混凝土行车道板的剪力滞效应明显,塔梁固结处的行车道板还出现了负剪力滞现象。上述结论可为同类结构设计提供参考。     

某航道桥下部结构受船舶撞击后安全性能评估及修复

为评估航道桥下部结构的船撞安全性,以遭受船撞的某内河航道桥为研究对象,采用有限元方法和相关规范计算受撞击的5号桥墩自身水平抗力、船撞力、墩顶位移,并从墩顶位移和桥墩抗力两方面对受撞桥墩的安全性进行评估。结果表明:5号桥墩的横桥向和顺桥向抗力均由桩基强度控制,分别为2528 kN和1142 kN;事故船撞击工况下,墩顶最大横桥向和顺桥向位移分别为7.6 mm、13.4 mm,满足位移限值要求;沿横桥向和顺桥向的船撞安全系数分别为1.67和0.94,顺桥向的自身抗力不足以抵抗瞬时船撞力,导致桥墩桩基础受损,建议采用增大截面法对受损桩基础进行加固补强,并设置独立防撞墩以保障桥梁结构安全。基于分析过程,总结了桥梁下部结构船撞安全评估的一般流程。     

差异沉降对箱涵结构物内力的影响分析

软土地基高速公路工后沉降普遍偏大,结构物与相邻软土地基差异沉降造成路面呈波浪起伏,严重影响交通安全。分别考虑软土地基在CFG桩、袋装砂井、粉喷桩的地基处理方式,分析差异沉对结构物内力分布的影响程度,可为设计计算提供参考。     

基于水流牵引力的河道岸坡稳定性分析*

基于极限平衡理论,结合水平条分法,将Bishop法的竖直条间力关系转换到水平土条上,推导出水流牵引力作用下均质岸坡稳定安全系数的理论计算公式,将其结果与ABAQUS有限元软件的强度折减法模拟的计算结果进行对比分析。结合工程实际,分析水流牵引力对不同坡比河流岸坡的稳定性影响规律。结果表明,理论计算公式与软件模拟的结果基本吻合,误差不超过2.1%。河流中水流牵引力会增大岸坡土体的下滑力矩,降低河流岸坡土体稳定安全系数;当岸坡土体遭受降雨、坡脚土体劣化作用等多因素作用下而处于临界稳定状态时,水流牵引力可能成为滑坡启动的关键因素;在河流岸坡失稳滑动时,水流牵引力将导致滑体向河道方向滑移更远距离,加重滑坡对河流航道安全的危害;坡度越陡,岸坡稳定安全系数受水流牵引力的影响越大。在进行高陡河流岸坡稳定性分析时,水流牵引力是与强降雨、泥石流等因素同样重要且不可忽视的导致岸坡灾变失稳的外部荷载作用。     

液力变矩器反求设计与内流场数值计算

采用反求设计方法建立了液力变矩器三维模型.建立了液力变矩器涡轮内流场物理数学模型,利用Fluent软件进行了相应的数值计算.分析了涡轮流道内流体速度、压力及压力损失情况,阐述了流场形成机理,为液力变矩器优化设计提供了理论依据.