水平荷載作用下鋼管支架的彈塑性極限承載力分析

水平荷載作用下受力蒙皮結(jié)構(gòu)的側(cè)移分析——對(duì)不考慮壓型鋼板蒙皮作用的剛架結(jié)構(gòu)和考慮蒙皮作用的蒙皮結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行有限元模擬分析,對(duì)比兩種情況下廠房整體結(jié)構(gòu)模型在水平荷載作用下的柱頂水平位移變化,得出蒙皮作對(duì)剛架側(cè)移的影響。

通過建立力學(xué)模型,應(yīng)用彈性力學(xué)中的半逆解法對(duì)水平荷載作用下鋼板深梁應(yīng)力與位移進(jìn)行計(jì)算。推導(dǎo)出鋼板深梁有關(guān)的應(yīng)力分量與位移分量的解析計(jì)算公式。結(jié)果表明:非加勁鋼板深梁計(jì)算所得結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,能夠滿足精度要求。對(duì)于兩側(cè)加勁鋼板深梁,隨加勁肋與鋼板的面積比的改變,鋼板深梁應(yīng)力分布也發(fā)生改變。當(dāng)面積比為0時(shí),所得解與非加勁鋼板深梁解一致;隨面積比增大時(shí),鋼板深梁正應(yīng)力減小,最終近似為純剪受力狀態(tài)。所得解為構(gòu)件設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析提供理論基礎(chǔ)。

建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的變形通常進(jìn)入非彈性階段,特別是不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu),由于平動(dòng)與扭轉(zhuǎn)耦合效應(yīng)使之在強(qiáng)震作用下的彈塑性更為復(fù)雜。因此,這方面的研究還存在相當(dāng)大的難度,當(dāng)前并沒有形成較為一致的結(jié)論。本文著重探討了建模、剛度偏心、質(zhì)量偏心和強(qiáng)度偏心等因素對(duì)不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)的影響,對(duì)不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性反應(yīng)做了簡要評(píng)述,指出文獻(xiàn)中存在分歧和矛盾的主要原因,以便為更深入地開展不規(guī)則建筑的地震反應(yīng)分析做必要的準(zhǔn)備。

收稿日期:2001211220;修改稿收到日期:20022052291 基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(59895410)資助項(xiàng)目1 作者簡介:程　進(jìn)3(19712),男,博士后1 第20卷第4期 2003年8月 　計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)　 chinesejournalofcomputationalmechanics vol.20,no.4 august2003 文章編號(hào):100724708(2003)0420417206 靜風(fēng)荷載作用下大跨度鋼拱橋極限承載力分析 程　進(jìn)31,　江見鯨1,　肖汝誠2,　項(xiàng)海帆2 (1.同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系,上海200092;2.清華大學(xué)土木工程系,北京100084) 摘　要:隨著鋼拱橋跨徑的不斷增大,鋼拱橋的極限承載力問題已

為了研究傾斜荷載作用下地基邊坡的極限承載力,本文采用有限元數(shù)值模擬及理論計(jì)算相結(jié)合,建立合理的有限元模型并計(jì)算相應(yīng)模型在傾斜荷載作用下地基邊坡的極限承載力.結(jié)果表明:地基邊坡在失穩(wěn)破壞前,等量增加傾斜荷載,其安全系數(shù)減小幅度隨著地基邊坡角度的增加逐漸變緩；通過有限元數(shù)值模擬以及理論計(jì)算公式都可以得到傾斜荷載下地基邊坡的極限承載力大小,并且兩者的誤差較小,鑒于計(jì)算簡易程度可得,利用有限元數(shù)值計(jì)算地基邊坡的極限承載力更加簡單；地基邊坡在傾斜荷載作用下,隨著邊坡角度的增加,其極限承載力逐漸減小,并且坡角越大減小幅度越大.

為研究grf樁基礎(chǔ)在水平荷載下的承載特性，利用有限元分析軟件msc．marc，建立grf樁基礎(chǔ)和普通直樁的非線性三維模型，與普通直樁進(jìn)行對(duì)比，分析了grf樁基礎(chǔ)在水平荷載作用下的樁頂和樁身位移、樁身彎矩及樁側(cè)土應(yīng)力分布。研究發(fā)現(xiàn)：在相同的樁頂水平荷載作用下，grf樁基礎(chǔ)樁頂和樁身水平位移比普通直樁有所減??；錨桿上緣的樁身彎矩發(fā)生突變，較普通直樁有所增大，錨桿以下的樁身彎矩均小于普通直樁；grf樁的樁前橫向土抗力也比普通直樁的小，而樁前錨桿下部土體中的豎向應(yīng)力有所偏高。

為研究grf樁基礎(chǔ)在水平荷載下的承載特性,利用有限元分析軟件msc.marc,建立grf樁基礎(chǔ)和普通直樁的非線性三維模型,與普通直樁進(jìn)行對(duì)比,分析了grf樁基礎(chǔ)在水平荷載作用下的樁頂和樁身位移、樁身彎矩及樁側(cè)土應(yīng)力分布。研究發(fā)現(xiàn):在相同的樁頂水平荷載作用下,grf樁基礎(chǔ)樁頂和樁身水平位移比普通直樁有所減小;錨桿上緣的樁身彎矩發(fā)生突變,較普通直樁有所增大,錨桿以下的樁身彎矩均小于普通直樁;grf樁的樁前橫向土抗力也比普通直樁的小,而樁前錨桿下部土體中的豎向應(yīng)力有所偏高。

以p-y曲線模擬地基反力與土體位移的非線性關(guān)系,采用有限差分法和迭代法求解由euler梁為模型推導(dǎo)出的樁身運(yùn)動(dòng)微分方程。通過mathematica軟件編制了計(jì)算程序,并將靜力作用下的計(jì)算值同鎮(zhèn)江大港的試樁數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,樁頂位移和樁身最大內(nèi)力的誤差均控制在20%左右。動(dòng)力計(jì)算時(shí),以樁身振動(dòng)穩(wěn)定位移值與靜力結(jié)果相符合為標(biāo)準(zhǔn),驗(yàn)證了動(dòng)力程序的正確性?；谠搫?dòng)力分析程序,分別討論了樁長、樁徑、水平荷載頻率這些因素對(duì)樁身動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),樁長對(duì)樁基動(dòng)力響應(yīng)的影響很小,樁徑和荷載頻率對(duì)響應(yīng)的影響顯著。最后,依據(jù)分析結(jié)果,對(duì)實(shí)際工程的樁基設(shè)計(jì)提出了一些定性的指導(dǎo)性意見。

通過軟土地基中預(yù)應(yīng)力管樁在水平荷載作用下的抗彎性能試驗(yàn),計(jì)算出不同水平荷載作用下樁身最大彎矩及其出現(xiàn)的位置,在對(duì)比計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析了水平荷載作用下樁基的抗彎性能,并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)樁基施工提出建議。

水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性研究——討論了利用時(shí)程分析研究框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性的具體思路和方法，研究了荷載持時(shí)對(duì)臨界荷載的影響，結(jié)果表明沖擊荷載臨界值隨荷載持時(shí)的增加而減小，但當(dāng)荷載持時(shí)大于1．5倍的結(jié)構(gòu)基本周期時(shí)，沖擊荷載臨界值趨于階躍荷載...

http://www.***.*** -1- 豎向荷載和水平荷載作用下單樁的數(shù)值模擬研究 謝玲璐，岳青華 河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院，南京（210098） e-mail：hhuxll@163.com 摘要：本文以樁土復(fù)合地基為研究對(duì)象，采用有限差分程序flac3d，通過考慮樁土界面 接觸摩擦作用對(duì)復(fù)合地基承載變形特性進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。比較了用實(shí)體模擬樁和pile單 元模擬樁兩種方法的各自的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合地基；樁土界面接觸；數(shù)值模擬；flac3d程序 1.引言 復(fù)合地基通常由樁筏基礎(chǔ)和土體組成，樁筏基礎(chǔ)通常是由筏板和群樁組成的整體，而 群樁又是由許多根單樁組成的，群樁分析的理論很大程度上取決于單樁的受力性狀，因而研 究單樁的受力性能是研究樁筏基礎(chǔ)工作性狀的基礎(chǔ)。[1] 隨著樁基礎(chǔ)的廣泛應(yīng)用，樁土共同作用理論的研究也趨于系統(tǒng)化。許多學(xué)者對(duì)單樁的

以我國沿海一既有門式剛架輕鋼廠房為例,按現(xiàn)行規(guī)范取用風(fēng)荷載組合和雪荷載組合,采用精細(xì)有限元方法對(duì)廠房中的典型剛架進(jìn)行了非線性的極限承載力分析,獲得了剛架抗風(fēng)與抗雪的承載力冗余系數(shù)以及達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的破壞模式。結(jié)果表明,剛架在不同荷載組合下的承載力雖能滿足規(guī)范要求,但當(dāng)考慮初始缺陷時(shí),其承載力冗余系數(shù)偏低,且失效模式由無缺陷時(shí)的材料屈服模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫植壳Ｊ健?/p>

研究目的:從變形控制出發(fā),以鐵路工程為例,研究柔性路堤荷載作用下的地基承載力問題。研究結(jié)論:現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定載荷試驗(yàn)中按沉降相對(duì)變形進(jìn)行承載力特征值的取值偏于保守,往往導(dǎo)致地基承載力不能充分利用。為充分利用地基承載力,提出鐵路路堤設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)不同的地基允許沉降標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地基承載力特征值的取值,可以在滿足變形要求前提下,在規(guī)范基礎(chǔ)上將承載力特征值取值適當(dāng)擴(kuò)大,以達(dá)到強(qiáng)度和變形的和諧統(tǒng)一。文中的結(jié)論可以為類似鐵路工程提供參考。

通過采用雙肢墻理論計(jì)算高層結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移,說明該方法的簡便快捷

對(duì)于超高層大板結(jié)構(gòu),樓板不僅要承受豎向荷載和傳遞水平荷載,且還要協(xié)調(diào)各抗側(cè)力構(gòu)件之間的變形。通過yjk軟件,采用彈性板6單元進(jìn)行樓板應(yīng)力分析,水平荷載下產(chǎn)生的樓板應(yīng)力與豎向荷載下的應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析,可知水平荷載產(chǎn)生的面外彎矩和面內(nèi)應(yīng)力不可忽視,給出了應(yīng)力分布云圖和各工況應(yīng)力對(duì)比圖表。通過樓板承載力簡化計(jì)算公式,計(jì)算樓板配筋并給出相應(yīng)樓板構(gòu)造措施,為以后的工程提供一定的參考。

豎向荷載作用下墻梁的彈塑性分析——通過分析總結(jié)近年來國內(nèi)外對(duì)磚砌體的本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則的理論研究成果，找出了較合理、適用的本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則的組合，能較好地描述墻梁受力破壞的力學(xué)特性。并基于塑性理論，編制了“墻梁結(jié)構(gòu)彈塑性有限元法計(jì)算程序”，...

水平荷載作用下單樁非線性m法試驗(yàn)研究——通過對(duì)大量模型試驗(yàn)結(jié)果的分析．提出了簡便合理的水平荷載作用下單樁的計(jì)算方法。謗方法將常用m法中單一m值與位移建立指數(shù)關(guān)系，并由6及k兩參數(shù)來描述。將這一關(guān)系引入常用單柱m法計(jì)算中，則計(jì)算結(jié)果可考慮單柱非線性...

第三節(jié)按極限荷載確定地基和承載力 極限荷載：地基瀕于整體破壞時(shí)的最大基底壓力。 一．太沙基公式： 常被用來求解條形淺基礎(chǔ)受鉛直中心荷載作用下均質(zhì)地基中的極限承載力。 （一）公式假設(shè)：1.基礎(chǔ)為條形淺基礎(chǔ) 2.基礎(chǔ)兩側(cè)埋深d范圍內(nèi)的土重被視為邊荷載 3.基礎(chǔ)底面粗糙 4.在極限荷載作用下地基中滑動(dòng)面可分為三個(gè)區(qū) 主動(dòng)朗肯區(qū) 徑向剪切區(qū) 朗肯被動(dòng)區(qū) （二）滑動(dòng)土體受力分析 cquncnqbnp 2 1 式中：pu——地基極限荷載。kpa q——邊荷載.() nγ、nq、nc-----------承載力系數(shù)，其中： ) 2 45(cos2 2 tan) 2 ( e nq nc=(nq-1)/tanφ 對(duì)于局部剪切破壞：c*=1/3c,tanφ*=2/3tanφ /*// 2 1 cquncqnbnp 方形基礎(chǔ)： cquncqnbnp6.0整體破壞 /

對(duì)矩形、方形鋼管混凝土柱、鋼管高強(qiáng)混凝土柱共進(jìn)行36組試驗(yàn),試件承受繞弱軸的可變彎矩作用。試驗(yàn)參數(shù)包括:混凝土名義強(qiáng)度(30～90mpa)、橫截面長寬比(矩形或方形)、厚度(4,5mm)、頂?shù)壮跏计谋萫t/eb(1,0.5,0,-0.5)。將試驗(yàn)的極限承載力與歐洲規(guī)范4中的設(shè)計(jì)荷載對(duì)比,發(fā)現(xiàn)其安全裕度不足。試驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于可變彎矩作用情況,采用高強(qiáng)混凝土更有效;在可變彎矩作用下,如果想獲得更好的韌性,則采用鋼管混凝土更有效。因?yàn)殡m然相比于高強(qiáng)混凝土,普通混凝土的軸向極限承載力要低,但其有更好的峰后軟化性能。

基于非線性板殼有限元結(jié)構(gòu)分析方法,運(yùn)用有限元分析軟件ansys,對(duì)輕鋼門式剛架考慮柱腹板屈曲,梁腹板不屈曲的極限承載力進(jìn)行材料、幾何雙重非線性分析,研究了柱腹板高厚比、翼緣寬厚比、斜梁坡度、高跨比等幾何參數(shù)的變化對(duì)剛架極限承載力的影響.計(jì)算結(jié)果表明:增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼緣厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高剛架極限承載力;柱腹板高厚比在60~135范圍內(nèi),翼緣寬厚比在9~15.43范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)承載力影響較大;而斜梁坡度在1/8~1/24范圍內(nèi),高跨比在1/12~1/8范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)剛架極限承載力的影響較小,工程分析時(shí)可以忽略它們的影響.

水平荷載下樁筏基礎(chǔ)與地基共同作用分析——把有限層法和樁基規(guī)范中的iti法相結(jié)合，建立了能夠考慮群樁效應(yīng)和群樁中各樁荷載分擔(dān)比以及地基成層非均質(zhì)性的樁筏基礎(chǔ)與地基共同作用的三維數(shù)值分析模型。用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)水平荷載的分配問題進(jìn)行了量化研究。通過對(duì)...

利用有限元程序?qū)A芯復(fù)合墻板在水平荷載作用下的變形進(jìn)行分析,探討墻板結(jié)構(gòu)層厚度、水平桁架、縱向桁架、鋼筋網(wǎng)作為主要參數(shù)變化時(shí)對(duì)墻板變形的影響。分析得出:影響墻板剛度的主要因素是結(jié)構(gòu)層厚度,其次是水平桁架,其他因素影響較小。該結(jié)論為新型復(fù)合墻板的研發(fā)提供了理論依據(jù)。