考虑滑移的体外预应力筋的分析理论

体外预应力筋在结构加固以及钢混组合结构中应用广泛,但是针对该类结构受力特性的分析方法并不完善,主要原因是在外荷载作用下,预应力筋与结构会产生相对滑移,传统分析方法中截面上应变协调的假设无法继续采用。体外预应力筋由于结构变形导致的应力增量是体外预应力筋分析理论中的一项重要内容,目前已有的应力增量计算方法,大多只适用于特定结构形式,或者没有考虑预应力筋在转向块处的滑移,局限性大。该文充分考虑体外预应力筋在转向块处的滑移,通过分析预应力筋的变形与结构整体变形的几何关系并进行线性化,导出了通用的体外预应力筋应力增量的计算公式,得到了其刚度矩阵的显式表达式,并构造了适用于考虑滑移的体外预应力筋的有限单元,在此基础上还提出了体外预应力筋应力增量的简化计算方法。最后通过数值算例验证了该文方法,结果表明该方法使用简便,精确度高。     

FRP加固混凝土梁粘结层剪应力分析

外贴FRP以提高混凝土结构抗弯承载力的加固技术的有效性在很大程度上取决于混凝土梁与FRP板之间的界面行为,这也是过去很多研究的重点。特别是针对FRP加固混凝土梁粘结层剪应力提出了很多解析解,但是这些研究很少适用于不对称荷载情形。该文运用最小余能原理得到了FRP加固简支混凝土梁粘结层剪应力分布的解析公式。此公式不仅适用于对称荷载作用的情形,还适用于两端支座处作用不等弯矩这种荷载情形。通过与已有结果进行比较,验证了该文方法的正确性。     

横观各向同性矩形板的非经典稳定问题

针对四边简支的横观各向同性矩形板单向受非均匀对称压力作用的稳定问题给出了三维分析方法。首先通过引入位移函数和应力函数,从三维基本方程出发构造了两类相互独立的状态空间方程。其次结合层合近似理论,求解了对应非经典稳定问题的状态空间方程。进而利用子层间的连续条件和矩形板上下表面的自由条件,导出了两类独立的特征方程。     

考虑层间滑移的多层组合梁挠度计算

目前对组合梁的研究大多集中在两层组合梁,对多层组合梁的研究甚少。该文推导了考虑各层层间滑移的多层组合梁控制方程,求解了其在均布荷载与简支边界条件下的挠度计算的解析表达式,给出了挠度放大系数公式,结合规范中的折减刚度法,可以方便地用于工程设计。     

强化有限元剪力连接件的拔出数值模拟

剪力连接件的拔出过程伴随着混凝土的拉裂与扩展,为了准确模拟拔出过程中的非连续变形及剪力连接件抗拔承载力,本文采用基于强化有限元的无厚度CZM单元,以粘聚区域模型描述剪力连接件拔出过程裂纹的开裂与扩展。然后建立了剪力连接件拔出数值分析模型,对拔出过程连续－非连续变形进行模拟,得到了拔出过程的荷载位移曲线,剪力连接件的抗拔承载力以及拔出过程裂纹扩展形态。本文方法可以实现拔出过程混凝土裂纹起裂扩展的非连续变形的数值模拟。     

组合梁挠度计算的改进折减刚度法

该文总结了部分抗剪连接组合梁挠度计算的不同方法,并通过对均布荷载作用下两端简支组合梁跨中挠度的对比分析,讨论了各种方法的特点。针对现行规范中采用的折减刚度法所存在的问题,进行了分析研究,提出了组合梁挠度计算的改进折减刚度法。理论分析和数值结果表明,改进的折减刚度法克服了规范中的折减刚度法所存在的抗剪连接程度增大,组合梁抗弯刚度反而减小导致挠度增大的矛盾,同时考虑了边界条件对折减刚度的影响,且与精确解相比,两者吻合较好。     

基于弹性地基曲梁理论的盾构隧道管片分析方法

基于弹性地基曲梁理论,考虑管片接头的抗弯、抗压和抗剪性能,采用状态空间法,求得圆形盾构隧道管片环在周围土压力作用下变形和内力的解析解. 通过与有限元和简化解结果的对比,验证了解析结果. 参数分析表明,在盾构工法的典型地层范围内,接头剪切刚度的变化对衬砌内力和变形的影响明显小于其他2个方向刚度的变化. 衬砌的水平变形由受压内缩趋势和荷载差异导致的横扩趋势共同决定. 接头轴向刚度的削弱加剧内缩趋势,土弹簧的存在对上述2种趋势的发展起限制作用. 当接头轴向刚度较小时,内缩趋势占主导地位,将导致衬砌向内的水平变形.     

基于Zig-zag理论的波形钢腹板梁自由振动分析

根据波形钢腹板梁的特点,将波形钢腹板梁模拟为具有正交各向异性层的夹芯梁,并引入层间连续的Zig-zag位移假设和分层抛物线分布的横向切应力假设,基于混合能变分原理,建立波形钢腹板梁自由振动的Zig-zag理论. 该理论的横向切应力满足上、下表面为0以及层间连续条件,因此无需引入剪切修正系数. 导出波形钢腹板梁的频率方程,得到不同边界条件下的频率和振型. 与其他方法的对比表明该理论能够精确地预测波形钢腹板梁的动力学特性.     

Exact axisymmetric solution of laminated transversely isotropic piezoelectric circular plates (Ⅱ)——Exact solution for elastic circular plates and numerical results

Emphasis is placed on purely elastic circular plates. Let the piezoelectric coefficients be equal to zero. Then two sets of uncoupled mechanical and electric equations are obtained and they can be solved independently. Two three-dimensional exact solutions of laminated transversely isotropic circular plate are derived under two boundary conditions, i.e. rigid slipping support and elastic simple support. For isotropic circular plates, the problem of multiple root is treated. At last, some numerical results of piezoelectric and purely elastic circular plates are presented and the applicability of classical plate theory is discussed.     

基于铰接正交异性板法的铰缝损伤评估理论

为了定量评估空心板梁桥铰缝损伤程度,为后续维修加固提供决策依据,将单块空心板比拟成正交异性板,视空心板桥上部为铰接正交异性板结构,引入铰缝剪力与铰缝两侧挠度差关系式作为板间传力方程,建立二维可考虑不同位置、不同长度及不同程度铰缝损伤影响的铰缝剪力计算模型(HJSFM),并导出荷载作用下铰缝处剪力Fourier级数形式的解析解.在此基础上,以设计荷载和加大荷载下铰缝的损伤演化为依据,提出轻、中、重3级铰缝损伤程度评级方案(HJDRS),形成铰缝损伤评估模型(HJDAM). 以有限元模拟结果对本模型铰缝剪力计算值的正确性进行验证,并将本铰缝损伤评估模型应用于一座铰缝损伤的空心板梁桥. 研究表明,剪力计算模型得到的铰缝剪力的精度满足工程需要,并且该损伤评估模型可行.