竖向荷载作用下飘浮体系斜拉桥极限承载能力与失效模式分析

提出采用塑性极限分析法研究竖向荷载作用下大跨飘浮体系斜拉桥的极限承载力和失效模式。基于塑性极限分析的相关假定并结合基本机构证明了该方法应用于斜拉桥失效分析的可行性,结合飘浮体系单塔斜拉桥推导了极限承载力计算公式并分析对应的失效模式,通过优化方法-内点法获得斜拉桥塑性极限荷载及其对应失效模式,并与OpenSEES有限元分析结果进行了对比分析。结果表明:竖向荷载作用下,主梁在拉索屈服强度较小时为整体性破坏,反之则为局部性破坏;相比拉索而言,主梁屈服强度对斜拉桥破坏的影响则正相反;拉索锈蚀在降低斜拉桥极限载荷系数的同时也改变其倒塌失效模式;相比于有限元法,塑性极限分析法简便且易操作,可用于研究竖向荷载作用下飘浮体系斜拉桥的极限承载能力与失效模式,且能够快速有效评估结构参数变化对其失效行为的影响。     

基于Copula函数的风浪多方向极限状态曲线

针对基于Rosenblatt变换极限状态曲线构造困难的现状,引入Copula函数提出了二维随机环境变量极限状态曲线构造的改进方法.该方法将随机环境变量的条件分布函数及其逆函数的求解转化为条件Copula函数及其逆函数的求解,提高了极限状态曲线构造的可行性.结合风浪同步观测数据研究了风浪多方向极限状态曲线,并在此基础上估...     

结构-滑移基础-土非线性相互作用体系主共振与分叉

本文基于修改后的非线性Davidenkov动力模型,采用非线性有限元得到基础与土之间的滑移刚度,从而建立了结构－滑移基础－地基土相互作用体系。用平均法研究体系的主共振,得到主共振定常解和幅频响应函数,讨论了定常解的稳定性。根据奇异性理论求得开折参数平面下的转迁集和分叉图,从分叉图出发讨论了体系的动力行为,得到了一些有益的结论。     

苏通大桥主塔深水基础的设计与施工

从建设条件、基础设计和施了等方面,介绍了苏通大桥主塔深水基础建设过程中在设计方面的部分考虑及施工过程中攻克深水、潮流、软基和通航等不利因素影响的一些方法,可供类似工程借鉴参考.     

大跨越输电塔-线体系的平面内塔-线耦合效应与TMD减震控制研究

建立了典型的大跨越输电塔-线体系的有限元模型,分析了独立塔和大跨越塔-线耦合体系的动力特性,基于"模态组"概念,通过两者动力特性的对比研究了大跨越输电塔-线体系的塔-线耦合效应,结果表明塔-线耦合效应对大跨越输电塔动力特性有较大影响。分别基于独立塔和塔-线耦合体系的动力特性对两个调谐质量阻尼器(tunedmass damper,TMD)的参数进行了优化,对两个TMD方案在地震动激励下的减震控制效果进行了对比。结果表明,大跨越塔-线耦合体系与独立塔的动力特性存在很大差异,在大跨越输电塔-线体系TMD减震控制中考虑塔-线耦合效应,能够更好地发挥TMD振动控制的作用。     

环形均布荷载作用下简支圆板的塑性极限分析

本文采用双剪统一屈服准则首次对受环形均布荷载作用下的简支圆板进行了塑性极限分析,得出了相应的统一解形式。已有的Tresca准则、Mises准则、双剪应力准则的解答是文中解答的特例或逼近,它可以适用于不同性状的拉压同性材料。用本文的解还可以推出多种荷载作用下简支圆板的塑性极限荷载。     

基于位移测量的输电塔等效静风荷载研究

以输电塔气弹模型为试验对象,基于非接触式精密位移测量系统,在风洞中测量了不同风向、风速下输电塔的位移响应。采用荷载响应相关法,建立了基于输电塔气弹模型位移响应的等效静风荷载试验分析方法。结果表明：输电塔在两轴向的风振响应均以一阶模态为主,且顺风向的脉动响应要大于横风向;计算得到的输电塔顺风向等效荷载要远大于横风向,且顺风向等效荷载中平均量占优,背景次之,共振不显著;对比分析显示,该文所建立的输电塔等效静风荷载试验分析方法合理、有效。     

作用于玻璃幕墙结构上的可变荷载及其作用效应

本文讨论了作用于幕墙玻璃上的可变荷载、它们所产生的效应及确定这些荷载的方法。这是幕墙玻璃进行力学分析的先决条件；也是进行单项强度、刚度校核所必须的（如地震作用力校核，热应力校核等）；同时也为整个玻璃幕墙结构考虑荷载的不利组合提供了依据。     

风力发电塔筒极端动力荷载作用下破坏的对比研究

为了研究和对比风力发电塔筒在极端动力荷载作用(风和地震)下的破坏模式,对于某典型风电塔通过ABAQUS建立考虑土-结构相互作用和叶片建模的精细有限元模型,开展了一系列非线性时程分析。风场由Turbsim软件人工生成,风荷载由风机设计软件FAST计算得到;地震选用适用于硬土场地的典型记录。分析结果表明,塑性铰大部分出现在塔筒几何非连续处,一旦局部全截面塑性铰稳定出现,即面临倒塌。在强风下,风速的能量在风电塔低频分布较高,塔筒受基本模态控制,在底部出现全截面塑性铰和倒塌;在强震下,地震动的能量在风电塔高频也分布较高,塔筒受高阶模态影响,虽然塑性铰首先在底部出现,但全截面塑性铰与倒塌位置在中部或上部,并且不同的天然地震动可能导致不同的倒塌位置。     

车辆荷载作用下桥梁动力效应的有限元分析

本文用有限元理论，研究了在车辆荷载作用下桥梁结构力响应问题，考虑了多轴及多个车辆作用于多种支承条件下的桥梁。文中用超单元法建立车辆荷载的运动方程；用三次插值函数建立桥梁结构的运动方程；然后利用振型叠加，对桥梁结构的运动方程进行坐标变换，再选用逐步积分法进行求解。     

汽车荷载作用下梁桥的动力冲击效应研究

基于D＇Alembert原理，导出了两轴汽车模型的运动方程：考虑车辆与桥梁的位移协调条件及桥面不平整度，建立移动汽车荷载作用下车辆与桥梁整体系统的运动方程，并且给出了详细的公式，采用Wilson-θ求解，编制了计算程序。对简支梁桥在移动汽车荷载作用下的动力冲击效应进行了计算分析与现场试验研究，获得了有价值的结果。     

风浪联合作用下海上风力涡轮机的碰撞阻尼减振控制

提出利用碰撞调谐质量阻尼器(Pounding Tuned Mass Damper,PTMD)控制近海单桩风力涡轮机塔身在风浪联合作用下的结构振动.为此,利用拉格朗日方程推导风浪联合作用下风机与PTMD 的耦合动力方程并据此分析了相关控制效果.具体而言,结构模型方面,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单...     

砂土地基扩展基础在上拔荷载作用下的荷载—位移性能

在上拔荷载作有征的扩展基础设计所要考虑的最基本条件，目前所能比较充分做到的是应力控制，即上拔承载力设计值，而对上拔位移控制的研究是有限的，本文通过砂土地基扩展基础在上拔荷载作用下的荷载－位移性能的试验研究，并引用和参考有关文献（１）（２）的资料，对砂土地基的上拔机理进行了试验研究分析，对体现上拔位移的设计计算进行了综合论述，得出了如下结论：对于砂土地基扩展基础 丰拔荷载作用下地基变形机理为随荷载增     

爆炸冲击荷载作用下方舱的极限承载力计算与加固分析

为了确定方舱在爆炸荷载作用下的极限承载能力和承受0．05MPa的冲击波荷载需要采取的加固措施，采用ANSYS MECHANICS／LS——DYNA有限元软件对某整体大板力舱的静、动力响应进行了数值计算。结果表明，船体的静、动力极限荷载分别为0．01125MPa、0．020MPa；通过五种加固方案的比较和优选，得到了方舱的最佳加固方案，其成果可为方舱加固设计的抗爆试验方案提供参考。     

基于GPD模型的车辆荷载效应极值估计

桥梁的服役安全问题一直广为人们关注。过去由于缺少实地通行车辆数据,新桥设计和旧桥评估都采用规范中的荷载模型。动态称重系统(WIM)能够提供准确的车辆信息,但利用WIM数据进行设计基准期内最大荷载效应估计时,又面临着概率模型在高分位点上不准确的问题。为解决这个问题,该文提出基于GPD模型的尾部拟合方法,以实现对基准期内车辆荷载效应极值较为准确的估计。该方法首先依据车辆荷载过程的特点对GPD模型的表达形式进行改进,然后利用最小均方差准则(MSE)对GPD模型中的参数进行估计,并对截尾GPD模型进行合理修正,从而得到修正的GPD模型。利用该模型,该文对国内某大桥实测车流量数据进行了系统分析和车辆荷载效应极值估计,并与规范方法进行了比较。结果表明:该文提出的基于GPD模型的计算方法能够合理预测未来车辆荷载效应的极值,而规范方法在中短评估期内对车辆荷载效应的估计存在偏低的风险。     

弯曲型支撑-框架的假想荷载法

为避免在钢结构设计中逐一去确定框架柱的计算长度,该文提出了一种应用于弯曲型支撑框架的假想荷载法。将假想荷载作用于框架楼层,配合二阶弹性分析,考虑材料非线性、残余应力和初始几何缺陷,研究了多种几何和荷载条件下的弯曲型支撑框架模型,分析了一系列模型的极限承载力,提出了统一的假想荷载系数以及假想荷载的近似公式,无论是有水平荷载或无水平荷载,无论是等截面还是变截面,其结果与有限元结果都符合较好。     

基于自适应响应面法的输电塔线体系腐蚀疲劳可靠度研究

环境腐蚀和风振疲劳耦合作用下输电塔体的结构性能逐渐退化,满足预定设计功能的概率减小。然而,传统响应面法计算结构可靠度时均不能兼顾"效率"和"精度"。为此,首先通过严格的数学推导给出了交叉项是否存在的判断准则,将该判断准则与传统二次响应面法相结合建立了考虑部分交叉项的自适应响应面法。然后,通过Q345等边角钢腐蚀疲劳试验结果给出了构件腐蚀疲劳t-P-S-N曲线方程,再与概率论相结合建立了随机疲劳曲线方程。最后,通过工程算例采用建议自适应响应面法以风速、腐蚀时间和随机腐蚀疲劳S-N曲线方程为随机变量对输电塔线体系进行了腐蚀疲劳可靠度研究,结果表明:①交叉项判断准则能有效地保留相互影响随机变量之间的交叉项;②建议自适应响应面法在满足精度的同时能有效减少计算量;③构件随机腐蚀疲劳S-N曲线模型在结构可靠性分析中简单易行。     

爆炸荷载作用下防护门反弹效应的影响因素分析

防护门在常规武器爆炸荷载作用下将发生反弹效应,门体将承受反弹所引起的较大反向应力,反弹力达到一定程度,铰页和闭锁在反弹力的作用下就会先于门扇主体发生破坏。该文推导了爆炸荷载作用下防护门反弹力的解析计算公式,分析了各种因素,包括：边长比、荷载作用时间、阻尼比、荷载形式以及冲击波负压等对反弹效应的影响规律,结果表明：随着边...     

基于矩量法的移动荷载识别

从桥梁响应识别桥面移动荷载往往出现逆问题的病态（不适定性）等共性问题。本文基于移动荷载识别理论，借助矩量法求解积分方程理论并采用整域基函数——正交勒让德多项式表达桥面移动荷载，提出了一种移动荷载识别的时域改进算法。两轴车辆多种组合工况下的常载和时变荷载数值仿真研究表明：与时域法比较，改进时域法识别桥面移动荷载时，其识别精度高、抗噪能力强，识别结果不适定性有显著改善。