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倾斜荷载下高陡边坡桥梁基桩内力计算

岩石力学与工程学报 2006年第11期25卷 2352-2357页

作者：赵明华刘建华杨明辉湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

高陡边坡上桥梁基桩既要承受来自上部轴向与水平向的荷载作用,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩利平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。在考虑高陡岩质边坡滑坡推力的基础上,根据现场试验得... 详细信息

高陡边坡上桥梁基桩既要承受来自上部轴向与水平向的荷载作用,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩利平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。在考虑高陡岩质边坡滑坡推力的基础上,根据现场试验得到岩质边坡滑坡推力分布应为两端小、中间大的抛物线形式的规律,提出桩后岩质边坡滑坡体推力按抛物线分布荷载计算模型,进而提出适用于高陡边坡桥梁基桩内力及位移分析的有限差分解,并结合湖南邵怀高速公路K83+745桥梁基桩实测数据分析表明理论与实测结果吻合良好,所提出的针对高陡边坡桥梁基桩内力及位移计算的有限差分法是可行的,深入探讨高陡边坡桥梁基桩内力及位移计算对于推广其工程应用具有理论和工程应用价值。

关键词：桥梁工程桩基础倾斜荷载桩岩质边坡内力计算有限差分法

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基于微分方程组法的柔性墩台内力计算分析

吉林大学学报（工学版） 2015年第1期45卷 121-126页

作者：王伟王磊吉林大学建设工程学院长春130026 长春工程学院勘测学院长春130012

以Maple软件为平台,提出了利用求解微分方程组对柔性墩台进行内力计算的方法。此方法先将桥梁各墩台分别视为一整体考虑,根据各节点处的协调变形关系和力的平衡条件建立墩台各计算单元的微分关系。再通过将整联墩台视为一整体考虑,根据... 详细信息

以Maple软件为平台,提出了利用求解微分方程组对柔性墩台进行内力计算的方法。此方法先将桥梁各墩台分别视为一整体考虑,根据各节点处的协调变形关系和力的平衡条件建立墩台各计算单元的微分关系。再通过将整联墩台视为一整体考虑,根据混凝土的收缩、徐变以及温度影响力在各节点处产生的横向位移确定各墩台之间的微分关系。最后通过联立微分方程组并求解,得到各墩台内力变化的函数解析式。与目前广泛使用的'集成刚度法'相比,本文方法计算步骤简捷方便,计算结果精确可靠。

关键词：道路工程微分方程组柔性墩台内力计算

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竖向荷载作用下交错桁架结构的内力计算

工程力学 2004年第3期21卷 25-30页

作者：周绪红周期石黄湘湘长安大学西安710064 湖南大学长沙410082

以位移为未知量,根据平衡条件建立了竖向荷载作用下端部固定的空腹桁架节点转角和节间侧移迭代计算公式与固端弯矩的计算方法。运用节点力学平衡和各节间相对侧移之和为零这两个条件,建立了端部固定的空腹桁架在某端发生单位转角时节点... 详细信息

以位移为未知量,根据平衡条件建立了竖向荷载作用下端部固定的空腹桁架节点转角和节间侧移迭代计算公式与固端弯矩的计算方法。运用节点力学平衡和各节间相对侧移之和为零这两个条件,建立了端部固定的空腹桁架在某端发生单位转角时节点转角和节间侧移的迭代计算公式以及空腹桁架转动刚度和传递系数的计算方法。在此基础上,将空腹交错桁架结构简化为无侧移刚架,提出了包含空腹桁架转动刚度、传递系数和固端弯矩的结点转角的迭代计算公式和构件内力计算方法。还以力法为基础,提出了只包含3个赘余力的混合交错桁架结构内力的力学计算模型,并给出了赘余力的计算公式和内力计算方法。空腹交错桁架结构的计算实例表明引入桁架转动刚度和传递系数的概念后,把单榀横向框架简化为无侧移刚架,使得参与迭代的构件数量大大减少,迭代收敛速度提高。因此,本文方法计算工作量少、计算方便实用。将计算结果与ANSYS分析结果比较,吻合良好。

关键词：交错桁架结构内力计算迭代方法桁架转动刚度桁架传递系数

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高陡横坡段桥梁双桩内力计算有限差分解

中国公路学报 2019年第2期32卷 87-96页

作者：赵明华彭文哲杨超炜肖尧湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

为了对高陡横坡段桥梁双桩基础进行合理分析,提出一种适用的有限差分法。首先,针对陡坡段桥梁基桩不同特征段的承载特性,将后桩划分为嵌固段及受荷段,同时,将前桩划分为嵌固段、受荷段和自由段。然后,考虑桩土相互作用及桩顶变形协调,... 详细信息

为了对高陡横坡段桥梁双桩基础进行合理分析,提出一种适用的有限差分法。首先,针对陡坡段桥梁基桩不同特征段的承载特性,将后桩划分为嵌固段及受荷段,同时,将前桩划分为嵌固段、受荷段和自由段。然后,考虑桩土相互作用及桩顶变形协调,并引入边界条件,建立了适用于高陡横坡段桥梁双桩基础内力及位移分析的简化计算模型。在此基础上,综合考虑P(荷载)-Δ(位移)效应及连系梁的影响,分别对各特征段基桩微元进行受力分析,并引入相邻特征段满足的连续条件(即位移连续、转角连续、剪力连续及弯矩连续),推导出各微分段的控制差分方程,以MATLAB为平台编制相应计算程序,迭代求解桩身位移,进而求解其内力。最后,结合室内模型试验与现场试验对理论计算方法进行验证,并以现场试验桩为基础,分析连系梁及P-Δ效应等对高陡横坡段双桩基础内力及位移的影响。研究结果表明:理论计算结果与模型试验及现场试验实测数据均吻合良好,表明该方法可行、合理,可为高陡横坡段桥梁工程设计计算提供参考;有自由段存在的基桩,P-Δ效应明显;连系梁对倾斜荷载下基桩桩身内力具有显著影响,连系梁的存在会对上部荷载进行重新分配,并在一定程度上弱化P-Δ效应,对桩身变形具有一定的约束作用。

关键词：桥梁工程内力计算有限差分双桩陡坡桩土相互作用

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一类双排桩支护结构内力计算

岩石力学与工程学报 2012年第A01期31卷 3152-3158页

作者：范秋雁许胜才崔峰广西大学资源与冶金学院广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西基础勘察工程有限责任公司广西南宁530023

由于支护空间受到限制等原因,一类双排桩支护型式设计为前后排桩之间没有土体,形成只有后排桩挡土的空间门架式结构,国内外目前尚无此类双排桩支护结构内力计算方法。针对这类双排桩,把前后排桩看作是竖放的弹性地基梁,用土弹簧模拟基... 详细信息

由于支护空间受到限制等原因,一类双排桩支护型式设计为前后排桩之间没有土体,形成只有后排桩挡土的空间门架式结构,国内外目前尚无此类双排桩支护结构内力计算方法。针对这类双排桩,把前后排桩看作是竖放的弹性地基梁,用土弹簧模拟基坑开挖面以下的土抗力,根据弹性地基梁的挠曲微分方程对双排桩进行分段,建立各自的内力方程。利用幂级数法结合桩端边界条件求出开挖面以下桩身的内力及变形,然后由连系梁中间截面的变形协调条件,建立力法方程,求解出连系梁中间截面的内力,进而求出前后排桩各截面的内力。结合工程实例对这一类型式的双排桩支护结构进行计算并与实测值作对比分析,提出对这一类双排桩支护结构设计有参考价值的建议。

关键词：桩基础双排桩弹性地基梁内力计算幂级数法

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

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工程力学 2019年第7期36卷 227-237,247页

作者：钱海峰赵婧同王元清王登峰江南大学环境与土木工程学院无锡214122 清华大学土木工程系北京100084

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... 详细信息

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。

关键词：除尘装备支承钢结构内力计算墙板-立柱结构体系横向荷载有限元分析

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考虑竖向摩阻力的抗滑桩嵌固段内力计算

岩土力学 2014年第8期35卷 2197-2204页

作者：雷国平唐辉明程昊王君鹭宋德文中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

抗滑桩变形过程中产生的竖向摩阻力可以形成反力矩,有助于抵抗滑坡推力,现对竖向摩阻力对抗滑桩嵌固段内力及变形的影响进行研究。在弹性地基系数法K法和小变形假设的基础上,假定竖向摩阻力与桩岩相对位移成正比,建立考虑竖向摩阻力的... 详细信息

抗滑桩变形过程中产生的竖向摩阻力可以形成反力矩,有助于抵抗滑坡推力,现对竖向摩阻力对抗滑桩嵌固段内力及变形的影响进行研究。在弹性地基系数法K法和小变形假设的基础上,假定竖向摩阻力与桩岩相对位移成正比,建立考虑竖向摩阻力的抗滑桩受力模型及其挠曲变形微分方程,并推导其求解过程。通过马家沟Ⅰ号滑坡抗滑桩实例计算,分析了竖向摩阻力对抗滑桩内力及变形计算的影响。竖向摩阻力形成的反力矩能减小抗滑桩的变形及内力,对抗滑桩剪力的影响最大,水平位移次之,对弯矩影响最小。考虑竖向摩阻力的抗滑桩计算模型能改善目前抗滑桩设计中剪力计算过大的问题,使抗滑桩设计更为合理。

关键词：抗滑桩嵌固段竖向摩阻力内力计算

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铰接梁系静定互承结构的内力计算方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第3期47卷 115-120页

作者：夏永强肖南钱晓倩浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为了更加高效地求解铰接梁系互承结构的内力,摈弃传统结构有限元分析的结点位移协调条件,以互承杆件之间搭接点的结点连接力为基本未知量,推导了互承杆件上结点连接力和基准点荷载之间的平衡关系,得到了基准点荷载作用下结构的静力平衡... 详细信息

为了更加高效地求解铰接梁系互承结构的内力,摈弃传统结构有限元分析的结点位移协调条件,以互承杆件之间搭接点的结点连接力为基本未知量,推导了互承杆件上结点连接力和基准点荷载之间的平衡关系,得到了基准点荷载作用下结构的静力平衡方程.根据叠加原理,将一般荷载转化为等效基准点荷载,建立了一般荷载作用下互承结构体系的静力平衡方程.通过求解平衡方程,即可得到静定互承结构的内力.进一步对三角形互承构型和阿基米德36型互承构型进行算例分析,并与ANSYS软件有限元分析结果进行了对比验证,结果显示:两种方法计算所得的内力一致,但提出的方法计算节点连接力更加简洁高效.

关键词：互承结构阿基米德铺砌平衡方程内力计算有限元分析(FEA)

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水平不均匀地压作用下立井井筒内力计算

采矿与安全工程学报 2016年第5期33卷 827-833页

作者：李东阳王莉田宁曾金元中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 清华大学土木水利学院北京100084 中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院山东济南250022

对于立井井筒,其受到的水平不均匀压力,按公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)拟合效果比p(θ)=p1·(1+β1sinθ)更好。为比较二者对井筒内力计算结果的影响,为井筒截面设计提供依据,将立井井筒简化成环形线弹性杆件,应用卡氏第二定理,并结合平... 详细信息

对于立井井筒,其受到的水平不均匀压力,按公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)拟合效果比p(θ)=p1·(1+β1sinθ)更好。为比较二者对井筒内力计算结果的影响,为井筒截面设计提供依据,将立井井筒简化成环形线弹性杆件,应用卡氏第二定理,并结合平衡方程分别解出了2种表达式作用下井筒圆环的弯矩、轴力和剪力的表达式。结合工程实例,采用有限元数值分析的方法,比较了2种表达式形式对弯矩、轴力和剪力计算结果的影响。结果表明:根据2种表达式计算出的内力,其结果有一定的差别。在相同地压作用下,弯矩最大相对差值约为9.57%,轴力最大相对差值较为接近,不大于2.23%,剪力最大相对差值约为14.36%。由于按照公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)的压力拟合效果更好,因此推荐采用基于该式推导的轴力和弯矩表达式作为井筒截面设计的计算公式。

关键词：井筒卡氏第二定理水平不均匀压力内力计算