多轮垂直荷载作用下沥青路面结构有限元仿真分析

为了研究沥青路面结构在多个行车荷载作用下的响应状态,通过建立三维沥青路面有限元模型进行仿真,并与现行规范双圆荷载作用下的沥青路面结构仿真结果进行了对比分析。结果表明:与现行规范相比,多轮载作用下沥青路面结构的弯沉值偏大,弯拉应力值偏小,剪应力变化微小,水平方向位移在车轴以内偏小,车轴以外偏大。     

结构连接传载问题探究

工程结构传载过程中常遇到不同结构件间的连接传载问题,实际结构件间常用的连接方式有铆接、焊接和螺接。本文在Patran中通过Beam单元、MPC单元、Connector单元和共节点的连接建模方式对连接结构的传载问题进行建模计算分析,得到不同连接传载方式的模型的应力、位移结果。通过不同连接传载方式的模拟计算结果对比分析,对工程结构连接传载建模选取合适的模拟连接传载方式提供参考。     

对砖混结构建筑物施工质量控制要点论述

砖混结构的房屋由于构造简单,施工方便,工程造价较低,至今仍被人们广泛的采用。由于砖混结构是一种脆性结构,对各种荷载和位移变化较为敏感,受材料和施工因素影响较大。因此,应加强砖混结构建筑的施工质量的控制。     

浅谈砖混结构建筑物施工质量控制要点

砖混结构的房屋由于构造简单,施工方便,工程造价较低,至今仍被人们广泛的采用。由于砖混结构是一种脆性结构,对各种荷载和位移变化较为敏感,受材料和施工因素影响较大。因此,应加强砖混结构建筑的施工质量的控制。     

窄基塔随机风致振动响应及风振系数研究

小根开塔(窄基塔)是输电线路一种新塔型,属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一220 kV同塔双回路直线窄基塔为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合动力时程积分法,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的荷载风振系数和位移风振系数,并与我国规范进行了对比。通过研究,揭示了窄基塔的风致振动特性,结果可作为窄基塔结构抗风设计的参考。     

某钢桁架转换层结构的受力分析与现场实测

基于数值分析和现场实测进行了某钢桁架转换层结构的承载能力研究。数值分析模型中,分别采用杆单元、梁单元和纤维单元模型计算了结构的荷载—位移关系,结果表明,杆单元与梁单元计算结果基本一致。通过计算结果与现场实测挠度值的对比,认为该钢桁架有足够的承载能力安全储备。     

桥头搭板与桥台伸缩缝构造的改进探讨

刚性桥台结构与柔性路堤在行车荷载反复作用下,产生的较大差异沉降将造成桥头跳车,不仅直接影响行车的舒适性,增加行车风险,同时也加剧了伸缩缝两侧路面的损坏.解决桥头跳车一直是公路设计中很受重视的难题.     

基于钢箱梁托架结构受力特点的研究

通过对钢箱梁托架结构形式的无站台柱雨棚进行整体分析,得出结构在各种荷载工况下的受力特点,旨在为钢箱梁托架结构的设计提供依据。钢箱梁托架结构的内力主要受恒载、活载、风荷载控制,在实际设计时,应保证箱梁有足够的侧向抗弯刚度,以避免结构产生过大的侧向变形,并应将托架结构合理分缝,避免温度作用下的应力累积。     

非稳态强风作用下高层建筑表面的抗风荷载实验分析

抗风荷载性能是高层建筑稳定性考察的重要指标。目前对强风下的建筑抗风荷载研究主要是分析模拟和经验模拟,未将风速、时间考虑进去,研究结果的可靠性较差。为此,提出非稳态强风作用下高层建筑表面的抗风荷载实验分析。为充分考察非稳态强风作用下的高层建筑受风力情况,构建高层建筑在强风作用下强风速度入口函数,进而分析非稳态强风风场特性,风洞试验、RANS稳态模拟和LES瞬态模拟研究该环境下高层建筑表面的抗风荷载特性。实验得到平均层的阻力系数,三种模拟形式所得到的系数互相吻合,表明所得试验结果比较可靠。但是,在LES瞬态模拟中所得到的非静态强风风载,出现较大的波动,相比均值风载而言,在顺风时,其极值阻力要高于其2.2至2.5倍。所以,当对工程结构进行设计时,要充分考虑强风作用的干扰,且在处理时要基于均值风载上适当放大,这有助于建筑结构的安全。     

反复荷载下建筑用劲性混凝土梁柱节点受力的有限元分析

劲性混凝土结构是今后高层建筑应用的主要结构形式之一,然而目前对于这种结构的研究还不完善,为了对建筑用劲性混凝土梁柱节点受力性能有更深入的了解,需对其实现有限元分析。首先,利用位移有限元分析法对混凝土结构进行设定且将其离散为小单元等效系统,而单元集合形成原始结构,再建立每个组成单元的平衡方程,结合后引入混凝土和钢筋的非线性条件求解该方程,计算得出原始结构在离散点的未知量结果。其次,制作轴压比相同的两块混凝土试件,依据有限元分析通过反复低周荷载实验,分析两块混凝土试件的承载力、形态变化、耗能能力等方面对节点受力性能的影响。仿真实验证明,通过对设计的两块混凝土试件进行实验后得出结果与有限元分析计算结果较吻合。     

高架空输电线路覆冰导线舞动非线性动力学特性研究

当前研究方法大多针对弱非线性系统,不适于覆冰导线舞动强非线性动力学特性的研究。为此,针对高架空输电线路覆冰导线舞动建立有限元方程,在构造两节点索单元的情况下,分析了导线的3个平动自由度和扭转位移。按照悬链线理论,建立单跨索结构在垂直荷载沿弧长方向均匀分布状态下的曲线方程,将其在平均荷载作用下的求解结果当成初始位形,分析覆冰导线气动力荷载。将D型覆冰导线作为研究对象,依据Routh-Hurwitz稳定性判断准则,在参数平面风速-攻角内得到各阶模态影响下导线的稳定性边界曲线,对导线舞动稳定性进行分析,发现覆冰导线舞动轨迹可近似看作是椭圆。观察覆冰导线舞动位移,获取舞动稳定的情况下和开始舞动后,覆冰导线中点位移的动力学特性。     

沥青混合拌料合成型路面超荷载弹性恢复机制

路面超荷载承重对沥青路面的损伤较大,研究超荷载运作下的弹性恢复机制,对道路铺设的改进设计和维护保养具有重要意义。采用单调加载和二级等幅疲劳加载的试验方法,测量沥青混合拌料合成型路面在各损伤状态下的预应力弹性恢复应力变化和挠度的变化,并记录裂缝开展的情况,进行动力测试获得路面在超荷载下的振动加速度信号,在弹性恢复测试中,测试内容主要包括:荷载-位移曲线、路面的应变及变形等。水平荷载采取位移控制加载量,得到在不同超荷载弹性恢复机制下的路面抗裂横向特征分析,得到沥青混料抗裂层应力模型和限载三线型力学分析模型,确定车辆荷载效应分布模型对限载取值的影响程度。试验得出,该方案机制能定量分析超荷载下的弹性恢复机制,准确地进行超荷载下的路面弹性恢复预测研究,提高公路的抗裂和抗荷载能力,以及合成型沥青路面的弹性恢复能力。     

钢筋混凝土管柱-钢桁架支撑结构体系研究

传统钢桁架+钢筋混凝土管柱形式的空冷支架结构体系在地震高烈度区已不能满足百万千瓦机组火电厂对结构使用性能的要求。本文提出钢斜撑+钢横杆+钢桁架+钢筋混凝土管柱的新型空冷支架结构体系,并对其受力性能及抗震性能进行分析研究。选取原型结构建立ansys模型,进行静力性能分析、动力性能分析,探讨原结构体系、添加斜撑结构体系与添加斜撑和横杆结构体系的受竖向荷载、受水平荷载以及地震作用下的变形性能。结果表明:钢斜撑+钢横杆+钢桁架+钢筋混凝土管柱空冷支架结构体系的抵抗静力载荷变形能力强,结构在地震作用下各节点变形位移小,能够满足高烈度区大容量机组的抗震要求。     

一种荷载缓和体系的计算方法

针对由索组成的荷载缓和体系的非线性分析,提出了一种虚拟应变计算法。该方法在保持索单元初内力一定的前提下,通过调整单元的弹性模量E或截面积A将初应变ε0设为较大值。把荷载分成多个足够小的荷载步分步加载,在计算完每一荷载步后,将单元应变重新赋为ε0并修正结构几何模型,作为下一荷载步计算的初始模型。算例表明：虚拟应变法在计算过程中能够基本保证结构单元内力恒定,是一种能够模拟由索组成的荷载缓和体系运行的有效方法;同时初始应变ε0越接近于1计算结果越精确。     

基于显示积分法的大跨越输电高塔风致振动响应研究

输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一高185 m的500 kV输电跨越塔结构为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合改进显示积分法的优点,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的荷载风振系数和位移风振系数,并与多种规范进行了对比。通过研究,揭示了超高输电铁塔的风致振动特性,结果可作为输电塔结构抗风设计的参考。     

砖混结构建筑物施工质量控制分析

砖混结构的房屋由于构造简单,施工方便,工程造价较低,至今仍被人们广泛的采用。由于砖混结构是一种脆性结构,对各种荷载和位移变化较为敏感,受材料和施工因素影响较大。因此,应加强砖混结构建筑的施工质量的控制,本文砖混结构建筑物施工质量控制进行深入分析,找出存在问题,并提出解决措施。     

板式无砟轨道应力响应分析

基于大型有限元分析软件ANSYS得到了Ⅱ型板式无砟轨道在列车荷载作用下结构的应力分布和位移影响。通过较为合理的选用有限元单元类型、道床板模型、支撑层模型、CA砂浆模型、钢轨和扣件模型,分析列车荷载不同作用方式、位置得出了轨道板、支撑层的应力图和应变图,并对其结果进行了分析。     

水平和轴向荷载下单桩变形内力的状态空间解

对水平与轴向荷载作用下单桩内力变形的求解提出了一种状态空间法。首先,根据线弹性地基反力理论、Euler-Bernoulli梁理论和桩单元平衡条件,建立了地面以上及以下桩身响应的状态方程,其中桩周土体对桩的反力采用三参数模型来模拟。其次,为了使上述状态方程线性化,将地面以上和以下桩身等分为若干桩段,并设各桩段上的地基反力系数、轴力与自由段上水平分布荷载都为常数,建立了地面以上及以下各桩段响应的线性化状态方程。第三,利用桩顶、桩底条件以及各桩段之间的位移内力连续光滑条件,得到了水平轴向荷载共同作用下桩变形内力的状态空间解,编制了计算程序。最后研究了轴向荷载对桩顶水平位移和桩身最大弯矩的影响。计算结果表明:本方法和程序是易于使用且可靠的;当轴向荷载或者水平位移较大时,轴向荷载对桩身弯曲响应的影响很大。     

基于Midas GTS NX的南宁某市政管廊抗震分析与计算

针对南宁地区地质水文条件,采用Midas GTS NX模块建立有限元模型。基于南宁市某核心区市政管廊试验段现场实测条件,分别计算地震荷载作用下矩形截面单元与圆形截面单元结构位移与应力,并结合相关标准与国家规定,提出结构物抗震分析判断结果,为今后市政管廊抗震分析提供支持。结果表明:地震荷载作用下,矩形截面单元与圆形截面单元均满足设计规范,结构物安全可靠。     

基于有限元的光伏支架风荷载的确定及强度分析

我国《光伏发电站设计规范》针对太阳能光伏支架的风荷载计算,规定体型系数为1.3,未考虑光伏组件倾角和风向角的影响,且大于美国、欧洲和日本的规范。以沈阳地区为例,提出确定光伏组件的最佳倾角的方法,利用有限元ANSYS软件,基于CFD方法,计算出最佳倾角下不同风向角的风荷载,据此开展流固耦合条件下光伏组件支架的强度分析。结果表明:对于0°和180°风向角,按规范计算,支架应力和位移都比按CFD方法的风荷载计算的数值大;对于45°和135°风向角,按CFD方法的风荷载计算的应力和位移相差较大,其中45°风向角的结果较小,而135°风向角算出的应力和位移较大,甚至超出了按规范计算的结果。由此提出精确地分析光伏支架的风荷载及强度的方法。