近断层地震下连续梁桥随机振动与易损性分析

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本文提出了基于直接概率积分法的连续梁桥结构非线性随机振动响应与地震易损性准确、通用分析的新框架。发展直接概率积分法,准确高效地计算连续梁桥结构的随机振动响应;结合连续梁桥多种失效状态,根据动力可靠度的首次超越破坏准则,利用直接概率积分法对连续梁桥进行了地震易损性分析。最后,展示了近断层随机地震动激励作用下四跨非线性连续梁桥算例结果,验证了直接概率积分法的准确性特点。比较了近断层脉冲型和无脉冲地震动对非线性连续梁桥地震易损性曲线的影响。结果表明：近断层地震动的速度脉冲显著加剧了连续梁桥结构受到的地震破坏,增大了桥梁结构进入不同破坏状态的超越概率。     

预应力混凝土连续梁桥极限承载力研究

根据Timoshenko梁理论，采用分层组合式有限元模型，建立了预应力混凝土连续梁桥非线性全过程分析的计算方法，并编制了计算程序．用该方法对7根试验梁的荷载及变形进行计算，计算值与试验值符合良好．     

大跨度斜张桥的非线性分析——天津永和斜张桥几何非线性研究

对于大跨径斜张桥来说,刚性支承连续梁成桥已被公认为一个较好的方法。我们按此原则并根据二次理论,推导了空间梁单元的一次、二次几何单元刚度和抛物线型索的切线刚度,编制了“XZQNCX”程序,做了一系列线性和非线性计算。通过比较,我们发现:用一个简单的修正系数来考虑大跨度斜张桥的非线性影响是不全面的。为了提高设计和施工的精度,非线性分析不容忽视。     

柳州第二大桥极限承载力的非线性有限元分析

根据预应力混凝土结构的材料非线性与几何非线性性质，编写了预应力梁式公路桥的有限元微机计算程序，模拟实桥在运营条件下和濒临破坏时的极限承载力，用此程序对柳州市第二桥结构进行了分析计算，并与实测结果做了对比，吻合较好。     

超高性能混凝土连续梁弯矩调幅系数

为了研究HRB500钢筋超高性能混凝土连续梁的弯矩调幅性能,依据非线性理论分析了超高性能混凝土连续梁弯矩调幅系数的计算方法,并编制了相应的程序,通过与已有试验结果的对比验证了程序的准确性。通过对22根HRB500钢筋超高性能混凝土连续梁的模拟分析,计算了22根模拟梁在正常使用极限状态及承载能力极限状态下的弯矩调幅系数;根据模拟结果,提出以中支座截面相对受压区高度ξ为自变量的弯矩调幅系数β的计算公式为β=-3.541ξ+0.867;最后以正常使用极限状态下裂缝宽度不大于0.2 mm为控制条件,建议ξ≤0.13时β取0.4,ξ≥0.21时β取0.1,0.13ξ0.21时,β值采用直线内插求得。     

钢筋混凝土超静定连续梁非线性全过程分析中的力迭代法

针对将力法应用于钢筋混凝土结构非线性分析时出现的问题,提出了一种新的求解钢筋混凝土超静定连续梁非线性全过程反应的方法-力迭代法,此法采用非线性分析中的纤维模型,直接从迭代求解支座反力入手来求得结构任意截面的内力和变形,而不必沿用有限元方法。此法概念清析,能较为容易地定量刻画超静定连续梁中内力重分布效应。文中给出了相应的实施步骤,并采用Matlab语言编制了程序。最后,对一两跨连续梁进行了非线性全过程分析。     

粘钢加固钢筋混凝土连续梁CAD的研制

分析了粘钢加固钢筋混凝土连续梁的受力特征及破坏机理,介绍了用粘钢加固钢筋混凝土连续梁的计算原理,研制了粘钢加固钢筋混凝土连续梁计算机辅助设计软件.     

内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

为研究新型内翻U形外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性与有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值相比较,发现二者十分接近,偏于安全,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。     

体外CFRP预应力筋混凝土连续梁极限承载力简化计算

将同济大学李国平提出的体外钢筋极限应力和有效高度求解简化公式运用到体外CFRP预应力筋混凝土连续梁极限承载力的计算推导中,据此得出混凝土连续梁极限承载力。然后用新加坡国立大学Kiang Hwee Tan andRobert A.Tjandra等人所做的试验结果进行比较,比较结果表明理论推导值与实验值相差不大。     

钢筋混凝土连续梁和框架的非线性计算

(1) 本文提出一种考虑钢筋混凝土材料非线性性质的连续梁和框架实用计算方法。该方法从模式化的M-φ、N-ε关系出发,借助能量原理导出了考虑材料非线性性质的钢筋混凝土超静定结构的内力和变形计算方程。根据导出的方程可以分析结构受力全过程,给出工作阶段内力与变形及极限承载力,破坏瞬间各塑性铰转角与结构线位移。理论计算与实验结果符合较好,该方法计算简便,不需反复迭代,可用手算也可采用电算。     

Analysis on plastic properties of reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars

To study the plastic properties of reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars,the calculation programs for moment redistribution coefficients are prepared by using nonlinear analysis methods such as moment-curvature,conjugate beam method and so on. By comparing the test results of existed FRP bars reinforced concrete continuous beams with simulation results,the accuracy of the calculation program is verified. Then 18 simulated GFRP bars reinforced reactive powder concrete continuous beams are selected whose change parameters are reinforcement ratio of mid-span and middle support. Through the nonlinear analysis of simulated beams,moment redistribution coefficients under mid-span concentrated loads,one-third point loads and uniformly distributed loads are obtained respectively. Thus the formula of moment redistribution coefficients is obtained by fitting moment redistribution coefficients and factors. The results show that the reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars have good plastic properties.     

任意截面无黏结预应力混凝土梁的有限元分析

建立了基于大变形非线性有限元理论的无黏结预应力混凝土梁的计算模型,能够较好地预测任意截面无黏结梁整个加载历史的非线性结构响应.无黏结筋的效应以等效节点荷载替代,由此可按普通有黏结钢筋混凝土梁进行分析,其截面内力由外荷载和无黏结筋等效节点荷载共同引起.利用修正的Rodriguez截面分析模型,混凝土的贡献通过边界顶点定义的梯形单元来实现.导出了任意截面无黏结预应力混凝土梁非线性全过程分析的标准有限元公式.无黏结试验梁的分析计算结果与试验结果吻合良好.     

钢-混凝土组合梁的非线性性能分析

本文对9根钢—混凝土组合梁进行了竖向加载试验,测出了该组合梁的极限荷载、钢与混凝土界面的相对滑移分布以及荷载-挠度曲线,并由此提出了根据钢与混凝土应力-应变关系,考虑钢与混凝土界面相对滑移的组合梁非线性性能分析方法,进而求解了竖向集中荷载作用下组合梁的极限荷载、钢与混凝土界面的相对滑移分布以及荷载-挠度曲线等非线性参数,通过试验对比,表明本方法分析结果与试验吻合较好.     

体外预应力梁的弧长法分析与二次效应评估

为跟踪体外预应力混凝土梁的软化段路径，建立了一种基于法平面弧长算法的有限元模型，可预测梁从开始加载直到失效的非线性响应.通过对计算和试验结果的比较验证了分析模型的可靠性.设计了3根设置不同转向块的体外预应力混凝土梁以及1根体内无黏结预应力混凝土对比梁，利用提出的分析模型对这些梁进行非线性全过程分析.分析结果表明，当梁没有配置转向块时，二次效应随着挠度的增加会越来越明显；通过在梁最大挠度处设置一个转向块，能基本消除二次效应的不利影响.     

单层单跨组合梁钢框架刚度的分析

为研究竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的刚度,将组合梁钢框架中的梁简化为阶梯形变截面梁,进行参数确定;应用试验值验证ANSYS有限元程序分析组合梁钢框架的可行性,利用此程序进行组合梁钢框架的非线性分析,确定了组合梁钢框架在竖向荷载作用下的负弯矩区长度参数,从而建立了该组合梁刚度计算模型.采用等效原理,确定出竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的等效刚度计算公式,给出工程设计时刚度取值的建议,并与有限元分析结果进行了对比.结果表明:理论分析和推导与ANSYS有限元分析结果吻合很好.     

等截面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来，轻型钢结构门式刚架是钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。本应用基于有限元基本理论考虑剪切变形影响的平面梁元切线刚度矩阵，采用动坐标法编制了等截面门式刚架的几何非线性分析程序，应用该程序，讨论了屋面均布荷载作用下等截面门式刚架的整体稳定性能，并探讨了在不同设计荷载作用下，几何非线性对等截面门式刚架的工作性能的影响。     

钢-混凝土组合梁变形及滑移有限元分析

根据钢-混凝土组合梁的特点，介绍了钢一混凝土组合梁受力时采用有限元分析的原理，推导了剪力连接件的单元刚度矩阵表达式，建立了连接件的非线性有限元模型．采用大型有限元软件ANSYS作为仿真分析工具，对均布荷载作用下的钢-混凝土简支组合梁在不同剪力连接程度下的应力、变形和滑移进行了分析．分析结果可以指导实际工程中对组合梁设计的连接程度的选择．     

Effects of temperature change on elastic behavior of steel beams with semi-rigid connections

Based on the nonlinear displacement-strain relationship, the virtual work principle method was used to establish the nonlinear equilibrium equations of steel beams with semi-rigid connections under vertical uniform loads and temperature change. Considering the non-uniform temperature distribution across the thickness of beams, the formulas for stresses and vertical displacements were presented. On the basis of a flowchart for analysis of the numerical example, the effect of temperature change on the elastic behavior of steel beams was investigated. It is found that the maximal stress is mainly influenced by axial temperature change, and the maximal vertical displacement is principally affected by temperature gradients. And the effect of temperature gradients on the maximal vertical displacement decreases with the increase of rotational stiffness of joints. Both the maximal stress and vertical displacement decrease with the increase of rotational stiffness of joints. It can be concluded that the effects of temperature changes and rotational stiffness of joints on the elastic behavior of steel beams are significant. However, the influence of rotational stiffness becomes smaller when the rotational stiffness is larger.     

劲性钢筋混凝土约束梁抗剪性能的研究

为了探讨劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪性能,本文对3根集中荷载作用下的劲性钢筋混凝土约束梁(共6个截面)进行了试验研究,同时采用非线性平面有限元方法对其作了全过程分析,数值分析结果与试验结果吻合良好。根据试验和电算结果,本文分析了劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪机理以及影响其抗剪承载力的主要因素。当使用计算剪跨比时,用现有劲性钢筋混凝土简支梁抗剪强度公式计算劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪承载力是偏于安全的,因而建议象钢筋混凝土约束梁一样,劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪承载力用其相应的简支梁抗剪承载力公式计算,本文建议了具体的计算公式。     

钢筋混凝土开洞深梁的试验研究及非线性有限元分析

本文通过14根钢筋砼筒支开洞深梁在顶部集中荷载作用下的试验结果,分析了开洞深梁的正截面受力性能和弯曲破坏形态;通过非线性有限元分析,讨论了开洞深梁在弹性、弹塑性和破坏阶段的应力状态.