爆破动荷载作用下的地下结构内力计算方法探讨

地下结构内力计算是地下结构工程设计与施工验算的重要内容,而地下结构内力计算方法是地下结构内力计算的理论基础,所以必须加强地下结构内力计算方法的研究。这里采用结构动力学原理和弹性力学厚板理论对爆破动荷载作用下的地下结构内力计算方法进行了研究,推导了爆破荷载作用下的地下结构围岩和支护的内力M和Q计算公式,可用于分析地下结构相互作用原理、围岩压力分布和支护应力状态以及地下结构设计与施工强度验算。     

交错桁架结构体系的研究与展望—第十届全国结构工程学术会议特邀报告

本文介绍了交错桁架结构体系的组成以及建筑、结构和经济特点,简要 回顾了前人的研究工作和国外的工程应用情况。以此为基础并结合我国国情,指出了今后的研究方向。     

弹性结点结构的内力计算

本文视某些结构的全部或部分结点为弹性结点，对此类弹性结点结构的内力计算进行了探讨，给出了杆端为不同弹性约束时的等直杆转角位移方程，举例说明了用位移法求解此类结构内力的方法步骤。     

桁架结构在龙卷风作用下的荷载分析

风是空间桁架的主要控制荷载，龙卷风作为一种破坏力巨大、风场结构复杂的暴风。初步从涡运动理论、实测数据统计分析、半经验公式和龙卷风风险度模型等几方面解析龙卷风风场结构，结合实例建立龙卷风的风场数值模型。分析桁架结构在龙卷风作用下的受力情况，并提出在龙卷风作用下桁架结构的荷载处理方法和加载方法。     

移动荷载下杆系结构内力包络图的精确计算

提出移动荷载作用下杆系结构内力包络图的精确计算方法。通过引入内力影响面和内力面概念,建立了结构内力随移动荷载位置变化的二元函数关系,该函数在荷载坐标方向上的最大值和最小值即为相应的内力包络值。该文采用最少数量的基础解组合得出这一二元函数,因而具有计算量少、结果精确的特点。数值算例表明该方法是一个精确、高效、实用的方法。     

水平荷载作用下异形柱框架结构内力计算

本文推导了异形截面柱抗侧刚度的计算公式,阐述了在水平荷载作用下异形柱框架结构内力与位移的计算方法.     

群桩沉降计算的荷载传递法

群桩基础的沉降计算是桩基工程设计不可忽视的关键问题之一。通过对群桩基础沉降性状的分析,以荷载传递法为基础,导得了各基桩桩侧摩阻力在桩周土中产生的位移场,进而在考虑各桩的存在引起位移的折减后将其迭加,导得了计入桩与桩之间相互作用的桩侧单位厚度土的等效刚度系数;并通过对Boussinesq解进行桩的入土深度修正,从而导得桩端土的等效刚度系数,并在此基础上建立一种基于荷载传递法的群桩沉降计算方法。通过与已有模型桩基试验比较,理论计算与实测沉降吻合较好。     

考虑除尘器箱体墙板-立柱协同受力时立柱在横向荷载作用下的内力计算

大气除尘装备箱体围护结构形式和荷载情况十分复杂,目前尚无关于除尘器箱体立柱在横向荷载作用下其内力分布的精确计算方法。该文采用理论推导与有限元计算相结合的方法对除尘器箱体立柱在墙板直接受横向荷载作用时的内力与强度计算方法进行研究。在考虑墙板所受横向荷载向立柱传递时,将墙板视作由上、下相邻加劲肋和左、右两侧立柱围成的四边简支板,加劲肋处传递集中力,加劲肋间传递非均匀分布荷载。将立柱作为多跨连续弹性梁,采用力矩分配法编写程序计算其最大弯矩和剪力值。根据除尘器箱体立柱的跨数、每跨立柱范围内对应墙板区格数目以及墙板区格宽高比,编制了立柱最大弯矩计算表格。考虑墙板与立柱的协同受力作用,以有效宽度范围内的墙板与立柱组成组合截面共同抗弯,修正立柱正截面强度计算方法。研究结果表明：在墙板与立柱组合结构体系中,随着墙板壁厚增大或墙板宽度减小,墙板的抗弯贡献提高;随着立柱截面惯性矩增大或立柱横向支撑间距减小,墙板的抗弯贡献降低。根据对工程常用几何构造的除尘器箱体结构计算统计,偏于安全地提出了立柱截面模量统一放大系数。相比于传统工程简化内力计算方法,工程设计人员可以利用该文提出的方法方便、准确地计算立柱内力最大截面的正应力和剪应力,从而设计出安全经济的立柱截面。     

偏心腹杆式交错桁架结构滞回性能试验研究

为了改善交错桁架结构的抗震性能,对空腹式交错桁架和混合式交错桁架分别内填Y形偏心腹杆,形成纯偏心腹杆式交错桁架和混合偏心腹杆式交错桁架结构。对两种偏心腹杆式桁架单元试件进行了低周反复荷载试验,分析了试件的滞回性能、耗能能力、延性、承载力和刚度退化规律。试验结果表明：两种偏心腹杆式交错桁架单元试件的滞回曲线比较饱满,耗能性能较好;耗能段的滞回曲线较整体结构的滞回曲线饱满,偏心腹杆式桁架单元主要由耗能段耗散能量;两个试件的能量耗散系数、位移延性系数比较接近;在每级循环荷载中,试件的承载力降低较少,接近破坏时,试件的承载力下降较多;纯偏心腹杆式桁架单元的变形能力优于混合偏心腹杆式桁架单元的变形能力;混合偏心腹杆式桁架单元抗侧刚度比纯偏心腹杆式桁架单元抗侧刚度大,前者刚度退化相对后者快。     

自平衡起重装置梯形椎杆的内力计算

自平衡起重装置的梯形推杆，属内力超静定平面刚架给构．本文给出了该类推杆在集中载荷和自重作用下的内力计算公式。     

基于环索内力相等的椭球形弦支穹顶结构的预应力分析

当椭球形弦支穹顶结构的同圈环索内力相等时,张拉环索是一种高效的预应力施加方式。该文利用平衡矩阵理论分析了3种常见椭球形弦支穹顶索撑体系的可行预应力模态,发现了当索撑体系的超静定次数不小于环索单元数时同圈环索内力可相等的规律。然而相比联方型和凯威特型椭球索撑体系,肋环型索撑体系的超静定次数低,同圈环索内力不能相等,导致不能直接采用张拉环索方式施加预应力。为使肋环型椭球弦支穹顶的同圈环索内力相等,采用扩展力密度法对其索撑体系重新找形分析,得到了同圈环索内力相等的改进肋环型椭球索撑体系。最后对一肋环型椭球弦支穹顶算例进行了找形分析验证,并利用ANSYS有限元软件对传统型和改进型肋环椭球弦支穹顶进行了力学性能的对比分析,提出了张拉环索施工时将张拉点布置在长轴方向下方的建议,这为以后类似工程的施工设计提供了参考依据。     

随机结构在随机载荷下的动力可靠度分析

提出了综合考虑动载荷和结构参数双重随机性的动力可靠度分析方法。首先基于随机振动的首次超越破坏准则,参照随机变量功能函数模式,建立了随机结构动力可靠度功能函数;然后引入序列响应面法,对功能函数进行拟合;最后用JC法求解可靠指标。算例分析验证了本文方法具有较好的计算精度和计算效率,尤其在复杂工程结构的动力可靠度分析中有广阔的应用前景。     

含自重载荷作用下桁架拓扑优化的功射极法

由含自重载荷功约束下桁架重量最小化问题的一阶极值条件导出功-重量分配准则,即结构重量应按外力功与自重载荷所做功之差的大小来正比分配才能达到最优。桁架拓扑优化的功射极法是依据不等式约束的Kuhn-Tucker极值条件以及射线步对功函数一阶偏导数的影响规律而构造的,它包括3个步骤,即：解析确定最佳射线步步长与乘子、求解功准...     

随从力作用轴向运动叠层板的亚谐波共振

研究随从力作用轴向运动正交各向异性叠层板的亚谐波共振问题。基于给出的叠层板动能、势能、中面应变势能、轴向拉力引起的应变势能以及外力虚功,通过哈密顿原理导出叠层板的非线性振动方程。将非线性振动方程运用伽辽金积分法离散并进行无量纲化,推得关于时间变量的非线性振动微分方程组。应用多尺度法求解非线性方程组,分别得到前三阶模态稳态运动下1/3亚谐波共振幅频响应方程。最后通过算例分析,得到了振幅-调谐值特性变化曲线图、振幅-速度特性变化曲线图、振幅-激励幅值特性变化曲线图和激发共振双值解临界点曲线图。结果表明,共振幅值均是双值解,不同阶共振振幅有明显区别。     

火灾下压型钢板组合板的内力分析

为了研究火灾下压型钢板组合板的耐火性能,根据实际条件建立组合板的计算模型,采用解析法推导了端支座约束刚度、截面刚度以及内力的计算公式,得出组合板在重力荷载、温差及升温作用下的内力变化规律。分析表明:与受火时组合板的偏心受压刚度相比,次梁对板的水平约束刚度可视为零;形成塑性铰前,温差作用引起的支座负弯矩很大,导致板全跨的弯矩值为负值;支座形成塑性铰后,板跨中将出现正弯矩。最后,提出了一些关于组合板耐火性能的建议供研究者和设计者参考。     

拉弯荷载下钢管杆塔内外法兰设计计算方法

针对内外法兰在拉弯荷载下的力学行为及承载力计算方法进行研究。基于平截面假定推导了半解析计算方法,并将该方法的计算结果与非线性有限元分析结果进行了比较验证。通过研究旋转轴、中性轴和承载力随轴向拉力变化,揭示了其在拉弯荷载下的受力特征。最后对一系列内外法兰的承载力进行计算和分析,总结了拉弯荷载下的设计计算方法。研究表明,内外法兰的抗弯承载力随拉力的增加而减少。与有限元分析相比,半解析计算方法具有足够的计算精度,更高的计算效率。论文所提出的设计计算方法较传统刚性法兰承载力计算理论更为准确和可靠,为内外法兰设计计算提供了依据。     

简化波动方法分析结构竖向脉冲效应的反射与透射系数

近场竖向地震波富含各频率成分且具用较大的传播速度可能对结构造成较强的竖向脉冲效应。应用波动力学来分析脉冲型纵波激励作用下多自由度体系的动态响应时,其计算过程过于复杂且不容易收敛,而振动力学又无法反映波传播的时滞性和反射叠加效应,不能很好地反映这种脉冲效应和描述该类激励对结构造成的应力损伤。该文结合振动力学和波动力学的各自特点,针对简化的结构层模型并考虑了阻尼效应,推导了纵波通过楼板集中质量的反射和透射系数。在此基础上,对阻尼比、轴向刚度比和质量比对反射系数和透射系数的影响进行了参数分析,并对这些系数在土体-结构相互作用中的应用进行了初步的研究。研究结果表明：在反射和透射系数中考虑阻尼的影响是十分必要的,反射和透射系数的幅频曲线体现出了显著的高频滤波效应,且受轴向刚度比和质量比的影响也较大。这些研究工作为之后应用此简化波动方法计算脉冲型地震动竖向分量作用下结构的动力响应奠定了基础。     

考虑拉力修正抗弯刚度的缆索频率计算

拉索的抗弯刚度在其频率特性计算中具有重要影响。目前相关研究都认为缆索抗弯刚度在不同条件下都是定值,但最近的试验与理论研究发现,缆索抗弯刚度是一个与缆索拉力相关的参数。因此,频率计算中的抗弯刚度取值,也应根据缆索拉力进行修正。该文提出了考虑拉力影响的修正抗弯刚度的非线性模型,进而推导频率计算公式,算例结果表明要获得更精确的频率结果必须采用拉力修正的抗弯刚度,特别是对于短索。     

单层多跨刚架在移动荷载作用下的影响量计算方法

讨论了桥梁、工业厂房和大型公共建筑中较多采用的单层多跨刚架在移动荷载作用下影响量的计算方法。以工程中计算连续梁的一次力矩分配法的概念和思路为基础,建立了结构中杆端真实抗转刚度和结点转角传递的概念及其相应计算公式,提出了一种单层多跨刚架超静定结构影响量的精确计算方法。算例表明,该方法较之传统的计算方法简捷,且既便于手算,也利于编制通用程序用于电算。