检索结果-南通市图书馆

作者：覃兴旭长安大学

学位级别：硕士

现今,在斜拉桥的成桥状态确定、施工状态确定以及施工最优控制方面虽然已有不少研究成果,但在实际应用中仍存在许多问题。本文以杭州湾跨海大桥南、北通航孔斜拉桥为工程背景,在这三个方面进行研究,针对钢箱梁斜拉桥提出了一套方法。提... 详细信息

现今,在斜拉桥的成桥状态确定、施工状态确定以及施工最优控制方面虽然已有不少研究成果,但在实际应用中仍存在许多问题。本文以杭州湾跨海大桥南、北通航孔斜拉桥为工程背景,在这三个方面进行研究,针对钢箱梁斜拉桥提出了一套方法。提出对于施工中存在体系转换的斜拉桥,目标成桥状态结构的受力可以不需要在一次成桥下处于平衡状态的思路;提出合理成桥状态的确定应和合理施工状态的确定配合考虑,再最终确定的思路;提出了确定合理成桥状态的综合方法。研究表明:所提出方法运用简单,适用于在施工中存在体系转换的斜拉桥。推导了悬臂施工钢箱梁节段间焊缝宽度的计算公式;提出运用正装迭代法确定钢箱梁斜拉桥合理施工状态时,应选取主梁成桥阶段竖向累计位移为控制参数,并加大其受控程度;对斜拉索下料长度的计算方法进行研究。研究表明:若要使得钢箱梁节段间焊缝宽度能够满足施工要求,正装计算中主梁成桥阶段竖向累计位移应趋于零;若选取合适的控制参数和加权系数,正装迭代法同样适用于钢箱梁斜拉桥合理施工状态的确定;对于索长小于350m的斜拉索,下料长度的计算采用基于抛物线法的规范算法不但运用简便,而且具有足够高的精度。对钢箱梁斜拉桥悬臂施工中参数的敏感性进行分析;基于现有施工控制理论,提出了在施工控制前期采用自适应控制、后期采用反馈控制的控制方法;对施工控制中临时固结和焊缝收缩引起的问题进行分析。研究表明:钢箱梁斜拉桥的施工控制受温度影响显著,应尽量回避温度对结构的影响;本文提出的控制方法应用简单,控制效果良好;应确保临时固结施工的质量,安排好临时固结的解除时间,对钢箱梁顶底板焊缝收缩量不同产生的影响,建议通过对定位标高设置一定预留量的措施予以消除。

关键词：钢箱梁斜拉桥合理成桥状态合理施工状态施工最优控制

基于实测数据的钢桥面板典型构造细节疲劳寿命评估

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基于实测数据的钢桥面板典型构造细节疲劳寿命评估

作者：阮孝征重庆大学

学位级别：硕士

正交异性钢桥面板由于受车辆荷载反复作用以及存在不可避免的制造缺陷等导致其部分构造细节容易产生疲劳裂纹。本文依托国家重点研发计划项目(2016YFC0701202):“城市桥梁、停车设施钢结构体系及工程示范”,以某在役钢桥为工程背景,对... 详细信息

正交异性钢桥面板由于受车辆荷载反复作用以及存在不可避免的制造缺陷等导致其部分构造细节容易产生疲劳裂纹。本文依托国家重点研发计划项目(2016YFC0701202):“城市桥梁、停车设施钢结构体系及工程示范”,以某在役钢桥为工程背景,对如何利用实桥应变监测数据以及实测车流数据对在役钢桥钢桥面板疲劳损伤状况以及疲劳寿命进行评估展开了研究。研究的主要内容以及结论如下:采用现场应变监测的方法,得到了钢桥面板顶板与纵肋连接细节、纵肋与横隔板连接细节以及横隔板弧形开孔细节等典型疲劳易损细节2个星期的应变时程数据。根据热点应力外推公式计算得到构造细节的热点应力响应,基于Miner线性损伤理论以及欧洲规范热点应力S-N曲线对典型构造细节的疲劳损伤度以及疲劳寿命进行了评估。研究结果表明:钢桥面板典型构造细节处应力幅值均较大,其中横隔板弧形开孔细节应力响应最高,拉应力峰值达246MPa;以目前的交通状况以及结构状态,被监测桥梁钢桥面板典型构造细节疲劳寿命均小于100年,其中横隔板弧形开孔细节疲劳寿命最低,仅为4.4年,钢桥面板存在显著的疲劳开裂风险。基于动态称重系统得到车流样本数据,对交通流参数概率分布特征进行了分析,采用MC法建立了反映实际交通流参数统计特征的随机车流模型。采用热点应力影响面加载的方法,得到构造细节在随机车流下的应力响应,以此对钢桥面板典型构造细节疲劳损伤状况进行了分析。研究结果表明:构造细节在不同车道下平均日损伤度不同,半幅四车道的中间行车道构造细节损伤度均明显高于两侧行车道,其中江南路至宁镇路方向中间行车道(车道6)下构造细节疲劳损伤最为严重;各细节中横隔板弧形开孔细节的平均日损伤度最高,最高达9.18×10。考虑结构发生疲劳破坏具有一定的随机性,结合实测数据对钢桥面板的疲劳可靠度进行了研究。分别基于实桥应变监测数据和随机车流数据,建立了疲劳荷载效应的概率分布模型,基于目标可靠度指标对钢桥面板疲劳寿命进行了评估,此外还研究了交通量增长以及车辆质量增长对结构疲劳可靠度的影响。研究结果表明:日等效应力幅S具有明显的单峰分布特征,采用对数正态分布模型能很好的模拟其概率分布;构造细节疲劳可靠度随着交通量和车辆质量的增长迅速降低,其中车辆质量增长对构造细节疲劳损伤的影响更为突出。

关键词：正交异性钢桥面板应变监测随机车流疲劳可靠度疲劳寿命评估

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交错桁架结构中柱子的计算长度研究

交错桁架结构中柱子的计算长度研究

作者：吴怿哲湖南大学

学位级别：硕士

在强支撑交错桁架结构中，柱子受到的转动约束不仅来源于桁架构件，而且还来源于上、下柱。当轴心压力很大时，这种转动约束可能为负，加速柱子的屈曲，产生负约束效应。本文将上下连接的柱子也归纳为约束构件，充分考虑轴心力对约束构... 详细信息

在强支撑交错桁架结构中，柱子受到的转动约束不仅来源于桁架构件，而且还来源于上、下柱。当轴心压力很大时，这种转动约束可能为负，加速柱子的屈曲，产生负约束效应。本文将上下连接的柱子也归纳为约束构件，充分考虑轴心力对约束构件的影响，以及柱子与约束构件之间的相互作用，推导出柱子的屈曲方程;提出采用R-参数法求解柱子的计算长度，并给出精度较高的实用求解公式;绘制了柱子计算长度系数图表，图表显示出无侧移失稳模式下柱子的计算长度系数存在大于1． 0的情况;通过对与柱子相连接的弦杆的转动约束刚度进行修正，近似地考虑了与柱子相邻的桁架节间构件的约束作用。在对柱子的计算长度系数进行修正以反映柱子的整体稳定之后，本文最终给出了完整而且系统的求解强支撑交错桁架结构柱子计算长度的R-参数法。由于桁架的支撑作用，弱支撑交错桁架结构柱子的有侧移失稳与纯框架柱的有侧移失稳存在区别。本文将桁架的支撑等效转化为侧向支撑弹簧位于柱端，建立了分析模型;通过考虑与柱子相邻的桁架节间的构件对柱子的约束作用，推导出柱子的屈曲方程;提出采用R-Tk方法求解柱子的计算长度，并给出了相应的求解公式。经研究可知，当相对支撑刚度达到一定数值时，柱子的失稳模式将发生变化。为此，本文引入临界相对支撑刚度作为柱子有无侧移失稳的判断依据;相应地引入桁架临界侧移总刚度作为强、弱支撑交错桁架结构的判断依据。在考虑了柱子整体稳定问题之后，本文最终给出了完整的求解弱支撑交错桁架结构柱子计算长度的R-Tk参数法。通过实例计算分析可知：以上两种方法所求得的计算长度系数值不仅精度较好，而且偏于安全，完全符合工程设计要求;随着桁架层与敞开层交错隔层布置，交错桁架结构柱子的实际计算长度系数自下而上交错、隔层跳跃递增，其增量在敞开层较为明显。

关键词：计算长度系数强支撑弱支撑负约束效应相对支撑刚度临界相对支撑刚度转动约束刚度

矩形多格室高性能钢-混凝土组合桥塔轴心受压性能研究

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矩形多格室高性能钢-混凝土组合桥塔轴心受压性能研究

作者：郑瑞重庆大学

学位级别：硕士

外包钢板、内填混凝土的钢管混凝土型高性能钢-混凝土组合桥塔内部设置隔板将其分割成多个格室并设置PBL剪力连接件,在轴心受压情况下,受力较为复杂。本文依托国家重点研发计划项目(2016YFC0701202):“城市桥梁、停车设施钢结构体系及... 详细信息

外包钢板、内填混凝土的钢管混凝土型高性能钢-混凝土组合桥塔内部设置隔板将其分割成多个格室并设置PBL剪力连接件,在轴心受压情况下,受力较为复杂。本文依托国家重点研发计划项目(2016YFC0701202):“城市桥梁、停车设施钢结构体系及工程示范”和中国交通建设股份有限公司科技研发项目(2014-ZJKJ-PTJC03):“高性能钢-混凝土组合桥塔关键技术研究”,为了研究单、多格室组合桥塔轴心受压极限承载力之间的关系,选取相同尺寸格室组成等格室单、双、三格室I形、三格室L形的模型,采用数值分析方法研究单、多格室试件钢材对混凝土的约束效应。具体研究工作包括以下四个部分:(1)采用ABAQUS 2016有限元软件对文献[56]中单格室PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴心受压试件建模分析,计算所得极限承载力和关键点荷载-应变曲线与试验结果进行了对比,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证有限元模拟方法的正确性。分析了单格室试件轴心受压全过程中开孔钢板加劲肋的受力情况,提出了横向变形最不利处开孔钢板加劲肋开孔的设置方法。(2)采用经过验证的有限元建模方法,建立了设置开孔钢板加劲肋的等格室单格室、多格室钢-混凝土组合桥塔模型,以格室数量、格室尺寸、约束条件为参数,对多格室钢-混凝土组合桥塔模型在轴心受压下的极限承载力、破坏模式、变形特征、外包钢板与混凝土之间的约束作用以及格室间的约束作用进行了分析。研究结果表明:在轴心受压工况下,单格室试件外包钢板对核心混凝土的约束作用最强,随着格室数量增加,外包钢板对核心混凝土的约束作用减弱;在三格室试件中,L形试件外包钢板对核心混凝土的约束作用更强。外包钢板的宽厚比k越大,试件的轴压刚度越大,外包钢板对核心混凝土的约束作用越弱。格室间的隔板上某一点只能向同一方向变形,不能同时起到约束两侧格室的作用,多格室的试件虽然承载力不能成倍增加,但其中间隔板仍能起到对壁板局部屈曲的缓解和对混凝土的约束作用,其承载力大于钢材与混凝土简单叠加得到的承载力。(3)以某小型多格室高性能钢-混凝土组合桥塔为例,采用经验证的有限元模拟方法进行数值计算,结果表明:该组合桥塔在轴心受压承载力作用下,峰值承载力比钢、混凝土简单叠加承载力提高了25%,核心混凝土承载力提高系数也达到了1.94。(4)本文将有限元计算的单格室、多格室试件和多格室高性能钢-混凝土组合桥塔极限承载力结果,与相关规范进行了对比。结果表明:美国规范(ASI/AISC341-10)与欧洲规范EC4(2004)结果相近最为保守;中国规范《钢管混凝土结构技术规范》(GB50936-2014)相对保守;文献[56]提出PBL加劲型方钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算方法,计算结果与有限元结果对比较为吻合,但出于实际工程中的安全考虑,可依据工程情况需要,结果乘以相应的安全系数。本文的创新点为:(1)以格室为单位对多格室钢-混凝土组合桥塔进行轴心受压性能的研究。(2)分析了单格室试件轴心受压全过程中开孔钢板加劲肋的受力情况,提出了横向变形最不利处开孔钢板加劲肋的设置方法。(3)以格室数量、格室尺寸、约束条件为参数,分析单格室、多格室模型轴心受压性能及格室间的约束作用。(4)讨论可应用于实际工程中多格室高性能钢-混凝土组合桥塔轴心受压承载力设计中的合理计算方法。

关键词：多格室高性能钢-混凝土组合桥塔 PBL剪力连接件约束效应轴心受压

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K型方钢管混凝土节点的极限承载力研究

K型方钢管混凝土节点的极限承载力研究

作者：李梓祥湖南大学

学位级别：硕士

K型方钢管混凝土节点是一种新的节点型式，人们对其性能的研究还不十分成熟。在较为充分地了解了国内外对这种方钢管混凝土节点的试验方法、力学性能、有限元理论应用的研究现状后，本文主要对以下几个方面进行研究： (1)对6个K型方钢... 详细信息

K型方钢管混凝土节点是一种新的节点型式，人们对其性能的研究还不十分成熟。在较为充分地了解了国内外对这种方钢管混凝土节点的试验方法、力学性能、有限元理论应用的研究现状后，本文主要对以下几个方面进行研究： (1)对6个K型方钢管混凝土节点和1个K型方钢管节点进行了静力试验，获取了K型方钢管混凝土节点的静力性能，对一些试验现象作了解释，并从不同角度对这两种节点进行了对比分析;(2)在对K型节点的本构关系、破坏准则、材料单元选取以及参数选取等内容作了详细分析的基础上，运用有限元分析方法建立了K型方钢管混凝土节点的ANSYS有限元模型;(3)将试验结果与理论结果进行了对比，验证了理论分析的正确性。并详细讨论了各项几何参数对K型方钢管混凝土节点的极限承载力的影响情况，给出了几何参数的取值范围;(4)提出了K型方钢管混凝土节点的极限承载力实用计算公式，并与***的试验结果作比较，验算结果较好。本文以试验为基础，理论分析为手段，为K型方钢管混凝土节点的设计与计算提供依据，其结论也为制定《矩形钢管混凝土结构技术规程》提供借鉴。

关键词： K型方钢管混凝土节点有限元分析试验研究节点极限承载力

冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖受弯承载力研究

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冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖受弯承载力研究

作者：刘剑长安大学

学位级别：硕士

冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖是C形冷弯薄壁型钢梁上铺压型钢板并在压型钢板上浇筑石膏基自流平砂浆（细石混凝土）形成的新型组合楼盖。本文通过试验和理论分析的方法对这种新型楼盖的抗弯承载力进行了研究,并提出了简化设计方法。试... 详细信息

冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖是C形冷弯薄壁型钢梁上铺压型钢板并在压型钢板上浇筑石膏基自流平砂浆（细石混凝土）形成的新型组合楼盖。本文通过试验和理论分析的方法对这种新型楼盖的抗弯承载力进行了研究,并提出了简化设计方法。试验中设计了两个仅面板材料不同的足尺模型,一个使用石膏基自流平砂浆,另一个使用细石混凝土作为面板材料。本文详细介绍了试件的设计及制作、主要材料性能、试验装置、测点布置、加载制度及试验现象,并对试验结果进行了详细的分析。试验结果可知,使用石膏基自流平砂浆作为面板的组合楼盖与使用细石混凝土的组合楼盖承载力大致相同,但前者的刚度比后者小。使用ANSYS有限元程序对试验中的试件进行了模拟,使用SHELL181单元模拟钢材构件,SOLID65单元模拟混凝土部分,压型钢板与C形梁之间的螺钉采用BEAM188单元模拟,考虑了几何非线性和材料非线性。将有限元结果与试验结果进行比较,发现两者之间的误差均在5%以内,验证了本文有限元方法的正确性。然后采用有限元方法分析楼盖梁跨高比和腹板高厚比、楼板厚度、钢材强度、螺钉间距等因素对组合楼盖抗弯承载力的影响,得到的结论为:组合楼盖的弹性刚度和承载力随着腹板高厚比的增加而减小;腹板高度一定时,跨高比越小,组合楼盖的承载力越高;减小螺钉间距、增加楼盖梁钢材强度能够提高组合楼盖的承载力和延性;混凝土板厚度在30mm0mm范围内变动时,组合楼盖的承载力变化不是很大。在试验和有限元研究的基础上,提出了组合楼盖抗弯承载力的简化设计方法,即抗弯模量修正法,并通过试验和有限元结果验证了该简化方法的正确性。

关键词：冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖抗弯承载力试验研究有限元分析简化设计方法

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基于遗传算法的热轧H型钢截面优化

基于遗传算法的热轧H型钢截面优化

作者：邓珺予重庆大学

学位级别：硕士

随着钢结构和组合结构的快速发展,以及大跨桥梁、高层建筑等大型基础设施的建设,对重型规格H型钢的需求大幅增加。同时相较焊接H型钢,因为整体成型的热轧H型钢在施工成本、残余应力等方面的优势,使其逐步推广应用。目前热轧H型钢在超高... 详细信息

随着钢结构和组合结构的快速发展,以及大跨桥梁、高层建筑等大型基础设施的建设,对重型规格H型钢的需求大幅增加。同时相较焊接H型钢,因为整体成型的热轧H型钢在施工成本、残余应力等方面的优势,使其逐步推广应用。目前热轧H型钢在超高、超宽、超厚规格方面研究不够全面,大尺寸热轧H型钢制造能力有限,在很大程度上限制了热轧H型钢的广泛应用。本文依托国家“十三五”国家重点研发计划项目“高性能建筑结构钢材应用关键技术与示范”(2018YFC0705503),开展高效热轧H型钢截面优化的研究,主要研究内容和成果如下:根据中国钢结构设计规范中轴压构件设计计算方法,确定优化变量和约束条件,分别建立了以截面弱轴惯性矩最大和整体稳定承载力最大为目标函数的数学模型,采用遗传算法对中国、日本、欧洲、美国规范中面积最大和轴压稳定系数最大热轧H型钢轴压构件进行截面优化。基于刚度的截面优化结果和基于整体稳定承载力的截面优化结果基本相同,呈现双轴刚度接近、翼缘宽厚比趋近局部稳定限值的趋势,截面整体高宽比约为0.6～0.7。优化截面的弱轴惯性矩最大提升两倍以上,稳定承载力最大提升33%。受柱子曲线变化趋势的影响,采用优化截面轴压构件整体稳定性能提升比例随长细比的增大而增大。根据中国钢结构设计规范中受弯构件设计计算方法,确定优化变量和约束条件,分别建立了以截面抗弯强度最大和整体失稳临界弯矩最大为目标函数的数学模型,采用遗传算法对中国、日本、欧洲、美国规范中面积最大和截面抗弯承载力最大的热轧H型钢受弯构件进行截面优化。在对截面抗弯强度优化和对受弯构件整体稳定承载力优化中,优化结果呈现提高截面高度、腹板高厚比接近S2截面限值的趋势,截面整体高宽比约为2.0～3.0。优化截面的抗弯强度和稳定承载力均最大提升三倍以上。采用优化截面的受弯构件,整体稳定承载力和稳定系数提升比例随梁受压翼缘侧向支承点之间的距离增加而下降,呈非线性变化。建立轴压构件和受弯构件的有限元数值模型,并采用已有试验数据验证该模型的准确性。通过数值模拟,分析了长细比变化对优化结果的影响,相较于采用原设计截面的构件,验证了采用优化截面的构件稳定承载力均有提升,校核了基于规范理论优化后热轧H型钢构件的适用性。

关键词：热轧H型钢截面优化遗传算法轴压构件受弯构件

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圆钢管约束高强混凝土的本构关系研究

圆钢管约束高强混凝土的本构关系研究

作者：滕跃重庆大学

学位级别：硕士

高强混凝土以其强度高和耐久性能好等特点,在结构工程中得到了越来越广泛的应用,然而其明显的脆性性能又阻碍了其进一步的推广,特别是在有抗震设计要求的工程结构中。目前,钢筋高强混凝土柱一般采取设置密排箍筋的方式以保证结构的延性... 详细信息

高强混凝土以其强度高和耐久性能好等特点,在结构工程中得到了越来越广泛的应用,然而其明显的脆性性能又阻碍了其进一步的推广,特别是在有抗震设计要求的工程结构中。目前,钢筋高强混凝土柱一般采取设置密排箍筋的方式以保证结构的延性,但密排箍筋导致混凝土浇筑困难,且箍筋不能对混凝土提供连续均匀的约束。相对于密排箍筋,圆钢管能够给高强混凝土提供更加有效的约束,同时避免了密排箍筋柱的施工困难问题。目前国内外对钢管约束混凝土的研究主要集中于承载力和抗震性能方面,而在受压变形性能和本构关系方面的试验研究结果缺乏。本文主要研究工作如下:(1)进行了18个圆钢管约束混凝土短柱的轴压试验,试验的主要参数为混凝土强度(C40、C60、C80)和钢管径厚比(D/t=100、130)。得到了轴压作用下钢管约束混凝土的纵向应力-纵向应变曲线、横向变形系数-纵向应力关系曲线、体积应变-纵向应变关系曲线。对试件的破坏形态、承载力和延性进行了分析。基于经典的混凝土微裂缝发展理论,结合试验结果,分析了圆钢管约束混凝土内部微裂缝的发展过程,考察了混凝土的弹性、非弹性变形与混凝土受压破损的关系,初步探明了圆钢管约束混凝土的受压破损机理。(2)基于已有的圆钢管约束混凝土轴压试验数据,对以往的约束混凝土单轴应力-应变关系模型进行了验证;验证结果表明,以往的模型均可较好的预测钢管约束混凝土的强度,而不能较准确的预测钢管约束混凝土的峰值应变。基于本文的试验结果,提出了钢管约束混凝土的应力-应变关系模型,可用于工程设计。(3)分析圆钢管约束高强混凝土在轴压作用下的横向变形特征,总结分析经典的约束混凝土的横向应变-纵向应变关系模型,并与本文试验进行比较。基于提出定约束混凝土应力-应变模型并结合典型横向应变模型,建立分析模型对圆钢管约束高强混凝土进行预测分析。

关键词：圆钢管约束高强混凝土本构关系横向变形系数体积应变设计模型分析模型

杭州湾大桥海上观光塔在施工过程中塔吊与观光塔的相关作用研究

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杭州湾大桥海上观光塔在施工过程中塔吊与观光塔的相关作用研究

作者：甘丹兰州大学

学位级别：硕士

塔式起重机是建筑施工中发生重、特大事故最多的起重机械。本文以杭州湾跨海大桥海中观光塔的施工过程为研究背景,根据观光塔与施工塔吊之间随施工过程的进行逐步设置的5道附着把整个施工过程分为6个阶段,考虑观光塔与施工塔吊的协同受... 详细信息

塔式起重机是建筑施工中发生重、特大事故最多的起重机械。本文以杭州湾跨海大桥海中观光塔的施工过程为研究背景,根据观光塔与施工塔吊之间随施工过程的进行逐步设置的5道附着把整个施工过程分为6个阶段,考虑观光塔与施工塔吊的协同受力,采用通用有限元分析软件ANSYS分别建立了6个阶段的施工分析模型,并分别进行了6个分析模型在海上恶劣环境中各种不同设计工况作用下的塔吊—观光塔整体结构分析,在整体结构分析结果的基础上,得出最不利工况,然后对该工况进行弹塑性非线性整体稳定分析,得到了结构的极限承载能力。整体结构分析结果表明:在设计荷载组合作用下,观光塔、附着、塔吊、塔吊基础均在弹性范围内工作,控制点的最大位移均小于相应规范要求的限值。施工塔吊会对观光塔的最大应力、位移带来不利影响,在不同工况作用下,对观光塔的最大应力增大4.3%—11.5%,最大位移增大10.9%—24.3%。这种不利影响在高层建筑施工过程中应该加以考虑,以避免可能带来的安全隐患。极限承载力分析表明:第一阶段至第六阶段的塔吊荷载系数平均值为3.93,最小为3.49。从荷载—位移全过程曲线可以看出,塔吊的失稳为极值点失稳,失稳破坏为延性破坏。因此,塔吊在保证整体稳定性方面具有足够的安全度,在观光塔施工过程中不会出现整体失稳破坏。观光塔拥有比塔吊更高的安全储备。

关键词：塔吊有限元方法整体稳定极限承载力分析

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扁平薄壁钢箱梁计算方法研究

扁平薄壁钢箱梁计算方法研究

作者：李慧华长安大学

学位级别：硕士

本文由国家自然科学基金项目(50608005)资助,对薄壁扁平钢箱梁的计算方法进行研究。薄壁扁平钢箱梁由于其优越的抗弯、抗扭及抗剪性能,被广泛运用于大跨度斜拉桥、悬索桥和拱桥中。总结了前人的研究成果,论述了薄壁杆件理论和初等梁理论... 详细信息

本文由国家自然科学基金项目(50608005)资助,对薄壁扁平钢箱梁的计算方法进行研究。薄壁扁平钢箱梁由于其优越的抗弯、抗扭及抗剪性能,被广泛运用于大跨度斜拉桥、悬索桥和拱桥中。总结了前人的研究成果,论述了薄壁杆件理论和初等梁理论,详细介绍了桥面板计算分析的弹性薄板理论、等效格子梁法及P-E法等计算方法。以青岛海湾大桥红岛航道桥为依托工程,建立斜拉桥空间杆系有限元模型,对全桥进行整体受力分析。结果表明,全桥受力合理,主梁应力未超过钢材容许应力。在汽车荷载作用下,主梁最大竖向位移为146.98mm,满足设计要求。通过四组模型,分析了横隔板间距对顶板横向受力性能的影响。当横隔板间距在一定范围内变化时,顶板的最大横向应变随横隔板间距的减小而减小。采用钢箱梁节段模型板壳单元有限元法细致地分析了横隔板的受力特性,表明横隔板与箱梁其他板件连接处出现应力集中,其余区域的应力分布相对均匀。分析了在不同的支承条件下梁高对钢箱梁顶板受力性能的影响,结果表明,钢箱梁的梁高对桥面板横向受力影响不明显;通过对比分析,认为桥面铺装对桥面板横向受力影响显著。比较了混合有限元模型、节段有限元模型和应力叠加法在相同工况下计算出的桥面板应力计算结果,表明混合有限元方法最适于模拟钢箱梁桥面板。

关键词：桥梁工程薄壁扁平钢箱梁横隔板钢桥面板有限元