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等效荷载法求预应力对频率的影响分析

混凝土 2012年第4期 9-10,14页

作者：吴泽玉贾燕郑州大学河南郑州450001 华北水利水电学院河南郑州450045 郑州航空工业管理学院河南郑州450052

预应力对结构动力特性的影响可由等效荷载法求解。首先分析了用等效荷载法推导出结构动力平衡方程式,求出一般理论计算解,再用有限元方法给出一般求频率的通用方法。为了反映预应力对整体梁刚度影响,采用弯矩面积相等的方法,求出直线筋... 详细信息

预应力对结构动力特性的影响可由等效荷载法求解。首先分析了用等效荷载法推导出结构动力平衡方程式,求出一般理论计算解,再用有限元方法给出一般求频率的通用方法。为了反映预应力对整体梁刚度影响,采用弯矩面积相等的方法,求出直线筋、折线筋和曲线筋的等效荷载。再通过对普通梁受直线筋、折线筋和曲线筋荷载效应对结构刚度影响的分析,结果表明:直线筋对频率影响最小,曲线筋次之,折线筋最大。各种线型钢筋对频率阶次的影响,低阶影响较大,高阶影响较小。

关键词：预应力频率等效荷载法动力特性

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等效荷载法在预应力锚栓式风机基础受力分析中的应用研究

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等效荷载法在预应力锚栓式风机基础受力分析中的应用研究

作者：李嘉晖长沙理工大学

学位级别：硕士

随着风电机组使用年限的增加,插环式风机基础逐渐出现各种各样的损伤情况,由于基础环在基础中的锚固作用有限,随着时代的发展,插环式风机基础已逐渐不能满足新时代风机的受力需求。预应力锚栓式风机基础传力路径明了,消除了插环式风机... 详细信息

随着风电机组使用年限的增加,插环式风机基础逐渐出现各种各样的损伤情况,由于基础环在基础中的锚固作用有限,随着时代的发展,插环式风机基础已逐渐不能满足新时代风机的受力需求。预应力锚栓式风机基础传力路径明了,消除了插环式风机基础刚度突变的问题,可充分发挥基础各部件的力学特性,在风电领域具有较高的商业价值与广阔的应用前景。本文首先针对目前预应力锚栓式风机基础在分析过程中预应力锚栓与混凝土接触关系设置难以处理的问题,通过对无粘结预应力直筋梁进行有限元建模分析,并对比模拟结果与实验数据,论证了采用等效力系代替预应力构件作用效应的可行性与有效性;再以2.0MW预应力锚栓式风电机组基础为背景进行研究,采用有限元软件ABAQUS进行模型搭建,基于等效荷载原理采用等效力系代替预应力锚栓对基础的作用效应,采用V-H-M分级加载机制,在加载外部工况的过程中对各等效力系的大小进行迭代调整以模拟风电机组在运行过程中预应力锚栓伸缩引起的应力变化,分析正常工况及极端工况荷载作用下基础各个部件的受力及位移情况,并采用迎风面等效力系呈角度减少的方式模拟预应力锚栓的失效扩展规律,研究锚栓失效后各个部件的受力及位移情况。结果表明,等效荷载法能有效模拟预应力构件,锚栓式风机基础在受外部工况荷载作用的过程中,上锚板、下锚板及钢筋笼所受应力随工况荷载增加总体呈递增趋势,在正常工况与极端工况荷载作用下基础混凝土最大压应力出现在背风面顶部台柱附近。随着迎风面失效锚栓的扩展,混凝土最大压应力随失效锚栓数量增加呈递增趋势,正常工况下在失效锚栓达到38根时,混凝土最大压应力超过材料的轴心抗压强度设计值;在锚栓失效扩展至38根的过程中,上锚板钢筋笼的最大mises应力均呈递增趋势,且上锚板迎风面逐渐被抬升;而下锚板位于基础内部,受混凝土约束作用较大,锚栓失效扩展对下锚板的竖向偏移量影响较小,最大mises应力随失效锚栓数量增加呈递减趋势。当锚栓失效后,其附近锚栓对基础的作用力增强,随着失效锚栓数量增多,剩余锚栓对基础作用力最大值呈递增趋势。

关键词：风力发电机有限元模拟等效荷载法基础损伤

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基于等效荷载法的消能减震结构动力时程分析

空间结构 2013年第2期19卷 46-50页

作者：舒昌志赛吉满工程技术(北京)有限公司上海分公司上海200433

旨在运用等效荷载法对消能减震结构动力平衡方程进行振型分解迭代求解.详细介绍了等效荷载法的迭代求解过程,该方法可结合振型分解法或数值积分法求解消能减震结构的动力平衡方程,且具有快速迭代的优点.运用振型分解法推导出经消能构件... 详细信息

旨在运用等效荷载法对消能减震结构动力平衡方程进行振型分解迭代求解.详细介绍了等效荷载法的迭代求解过程,该方法可结合振型分解法或数值积分法求解消能减震结构的动力平衡方程,且具有快速迭代的优点.运用振型分解法推导出经消能构件修正后的消能减震结构动力平衡方程的求解公式,并运用Fortran语言编制计算程序以实现上述求解过程.运用所编程序与有限元程序SAP2000(模态叠加法)对同一工程算例进行分析,二者计算结果基本一致,从而验证了本文所提出的等效荷载法的可行性,该方法具有良好的求解效率与计算精度,所推导的计算公式与所编程序是正确的.

关键词：等效荷载法消能减震振型分解时程分析

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预应力混凝土结构承载能力计算的等效荷载法

预应力混凝土结构承载能力计算的等效荷载法

作者：扎卡里（Mahamadou Djibo Zakari）东南大学

学位级别：硕士

在超静定预应力混凝土结构中,预应力引起的次内力从预应力筋张拉锚固到结构破坏始终存在。因此,绝大部分的设计规范都建议在正常使用阶段需验算次内力的贡献,同时对于结构的承载能力极限状态需在设计时充分考虑次内力的作用。然而,鉴于... 详细信息

在超静定预应力混凝土结构中,预应力引起的次内力从预应力筋张拉锚固到结构破坏始终存在。因此,绝大部分的设计规范都建议在正常使用阶段需验算次内力的贡献,同时对于结构的承载能力极限状态需在设计时充分考虑次内力的作用。然而,鉴于次内力计算复杂的特性,本研究旨在提出一种可以避免计算次内力的预应力混凝土结构的设计或验算方法。本文推导的理论基于等效荷载法,将预应力的作用转换为一系列等效荷载,以确保预应力筋的形状和初始应力。对于有粘结预应力筋,预应力的作用可以分为两部分。前者为预应力筋在与混凝土粘结前所施加在结构上的初始预应力所引起的等效荷载,后者为粘结后预应力筋被视为等效普通钢筋的贡献。基于相同的原理,无粘结预应力筋在结构经受外荷载前,可将预应力筋的作用转换为等效荷载。而受外荷载作用之后,由于无粘结预应力筋与其周围的混凝土之间缺乏粘结,针对不同的应力特性,本文提出了三种处理方法。基于上述理论,本文推导了预应力混凝土结构的抗弯承载能力,抗剪承载能力和抗扭承载能力计算公式。本研究中提出的抗弯承载能力计算公式与使用次内力法的设计规范指定的公式基本一致。然而,在预应力混凝土结构的抗剪和抗扭承载能力方面,规范中所指定的公式与本文所提出的建议公式有所区别。相较于规范中所提计算公式,本文提出计算公式显示了对预应力的更合理的使用,且更加简单直观。最后,为了验证本文提出的计算方法的准确性和优势,对所提出的设计公式进行了两个设计算例分析。第一个是预应力混凝土框架梁的手算算例,第二个算例是通过SAP2000有限元软件分析和设计了一个无粘结后张拉混凝土楼板。这两个算例分析结果显示,本文所提出的设计公式具有很高的准确性。与此同时,由于仅需要求解一次结构,大大降低了计算和设计的时间。

关键词：预应力等效荷载法承载能力有粘结预应力筋无粘结预应力筋 SAP2000

预应力荷载的直接内载法与等效荷载法对比研究

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齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2016年第6期32卷 22-27页

作者：张道明郭国梁刘琦张学元齐齐哈尔大学土木与建筑工程学院

基于预应力筋与结构相互作用机理,推导了预应力内荷载表达式,证明直接内载法计算预应力内荷载的真确性。依据直接内载法和等效荷载法的详细对比,分析了它们之间的差异性和一致性,并说明了直接内载法能够准真确计算预应力内荷载。它是对... 详细信息

基于预应力筋与结构相互作用机理,推导了预应力内荷载表达式,证明直接内载法计算预应力内荷载的真确性。依据直接内载法和等效荷载法的详细对比,分析了它们之间的差异性和一致性,并说明了直接内载法能够准真确计算预应力内荷载。它是对目前普遍使用的等效荷载法的修正和补充。为了研究直接内载法和等效荷载法的异同,设计了两根两跨预应力连续试验梁。通过试验和数值分析,对比研究了预应力筋与结构耦合相互作用,有效地验证了本文理论的研究结果。

关键词：等效荷载法直接内载法法向内载集度预应力内荷载