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SPR误差评估在动静力数值分析中的验证与应用

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计算力学学报 2013年第1期30卷 130-136页

作者：邵琪唐小微大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 大连理工大学建设工程学部土木工程学院岩土工程研究所大连116024

有限元方法是一种便捷、强大的分析方法,常用于解决工程设计和研究中的各种复杂问题,但作为一种逼近的数值分析方法,其计算结果存在一定的误差,需要利用合理的误差评估方法评价有限元解并为进一步的改进提供依据。因此,将SPR误差评估嵌... 详细信息

有限元方法是一种便捷、强大的分析方法,常用于解决工程设计和研究中的各种复杂问题,但作为一种逼近的数值分析方法,其计算结果存在一定的误差,需要利用合理的误差评估方法评价有限元解并为进一步的改进提供依据。因此,将SPR误差评估嵌入弹塑性有限元静力数值分析中,验证在该计算中SPR误差评估的可靠性,并应用于相应的流弹塑性的动力分析中,为进一步优化网格、改进有限元计算结果提供依据。

关键词：有限元 SPR误差评估动静力分析验证与应用

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沥水沟渡槽支撑结构承载力复核

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2009年第12期37卷 218-222,228页

作者：王亚红王正中李晓辉姚汝方西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

【目的】针对汶川大地震使沥水沟渡槽支撑结构遭受了不同程度的损坏,及其该渡槽已运行30多年存在不同程度老化的现状,对沥水沟渡槽承载力进行复核,为其加固或重建决策提供参考。【方法】利用有限元法对沥水沟渡槽支撑结构进行静力、动... 详细信息

【目的】针对汶川大地震使沥水沟渡槽支撑结构遭受了不同程度的损坏,及其该渡槽已运行30多年存在不同程度老化的现状,对沥水沟渡槽承载力进行复核,为其加固或重建决策提供参考。【方法】利用有限元法对沥水沟渡槽支撑结构进行静力、动力分析,并通过现场检测混凝土强度,依据现行规范计算理论及方法对构件承载力进行复核。【结果】复核结果表明,该渡槽支撑结构在通过设计流量时承载力难以满足安全需要。【结论】为保证沥水沟渡槽安全运行,需对其进行加固或重建。

关键词：渡槽动静力分析支撑结构承载力复核

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宁夏红柳沟渡槽结构安全性评价

中国农村水利水电 2015年第10期 151-156页

作者：宋志鹏张爱军杨文超张伟买尔旦.买买提西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550081

以建成已经57年的宁夏七星渠红柳沟渡槽为对象,采用现场质量检测、现场载荷试验和三维有限元方法,依据现行规范规定的标准,对渡槽进行质量检测和整体结构的静力、动力安全性评价。结果表明:红柳沟渡槽支撑体系质量良好,而上部槽体质量较... 详细信息

以建成已经57年的宁夏七星渠红柳沟渡槽为对象,采用现场质量检测、现场载荷试验和三维有限元方法,依据现行规范规定的标准,对渡槽进行质量检测和整体结构的静力、动力安全性评价。结果表明:红柳沟渡槽支撑体系质量良好,而上部槽体质量较差;整体结构在静力作用下安全性有保障,但在地震作用下不满足现行规范的要求。分析证明,现场载荷试验和三维有限元分析相结合的方法能够有效评价红柳沟渡槽整体结构的安全性,同时为老旧渡槽安全评价提供一种新思路。

关键词：老旧渡槽安全性载荷试验有限元动静力分析

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某坝后式厂房的静动力分析

水电能源科学 2016年第1期34卷 77-79页

作者：王海军张军赵晓红南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部农村电气化研究所浙江杭州310012 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014

金沙江某坝后式大型水电站位于地震高烈度区,分析其厂房结构在静、动力作用下的内力分布,对工程设计意义重大。采用大型三维有限元软件ANSYS建立厂房结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中考虑正常蓄水位、校核洪水位、检修... 详细信息

金沙江某坝后式大型水电站位于地震高烈度区,分析其厂房结构在静、动力作用下的内力分布,对工程设计意义重大。采用大型三维有限元软件ANSYS建立厂房结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中考虑正常蓄水位、校核洪水位、检修三个工况,得到结构应力与位移分布。动力计算采用block lanczos法进行模态分析,得到厂房整体结构的自振特性,提取前10阶振型,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,分析和评估厂房结构各部位的动静变形和应力。结果表明,厂房结构刚度设计合理,部分区域出现应力集中现象,需提高强度,为类似工程提供了参考。

关键词：坝后式厂房三维有限元动静力分析振型分解反应谱法

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高耸岸塔式进水口结构动静力特性仿真分析

水力发电 2011年第5期37卷 25-28页

作者：杨乐王海军赵典申四川华电泸定水电有限公司四川泸定626100 河海大学水利水电工程学院江苏南京210098

建立了泸定水电站深孔泄洪洞高耸岸塔式进水口结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中,分不同工况考虑了各种荷载包括绕渗作用及温度场变化的作用,得到了结构的应力与位移分布。动力计算中对进水塔结构在空库及满库情况下的... 详细信息

建立了泸定水电站深孔泄洪洞高耸岸塔式进水口结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中,分不同工况考虑了各种荷载包括绕渗作用及温度场变化的作用,得到了结构的应力与位移分布。动力计算中对进水塔结构在空库及满库情况下的自振特性进行了分析。通过振型分解的反应谱法计算了在横河流向、顺河流向和竖直向地震共同作用下进水塔结构的动力响应,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加。重点分析了支铰大梁、边墙、闸门槽等部位的受力特性,并对进水塔各部位的动静力稳定性进行了评价。

关键词：岸塔式进水口三维有限元动静力分析振型分解反应谱法泸定水电站

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高速铁路大跨度空腹式连续刚构设计

铁道标准设计 2017年第6期61卷 93-97页

作者：曹增华中铁第一勘察设计院集团有限公司桥隧处西安710043

银西高铁漠谷河2号特大桥桥高114 m,为适应桥高并结合地形起伏要求,主桥采用(120+210+120)m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,主梁为拱形V撑与箱梁截面的新型组合结构形式,该结构为铁路预应力混凝土桥梁跨度之最。采用Midas软件对主桥进行... 详细信息

银西高铁漠谷河2号特大桥桥高114 m,为适应桥高并结合地形起伏要求,主桥采用(120+210+120)m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,主梁为拱形V撑与箱梁截面的新型组合结构形式,该结构为铁路预应力混凝土桥梁跨度之最。采用Midas软件对主桥进行结构计算,模拟悬臂浇筑法施工,辅助以临时扣锁和支架,使V撑上下弦可以同时施工。计算结果表明,该结构增加了结构的跨越能力,减少了跨中收缩徐变上拱值,在施工及运营阶段的刚度、强度均满足规范要求,具有良好的动力特性。该结构采用柱板式空心墩与主梁固结,线性优美,工程经济,结果可为铁路大跨高墩桥梁设计和施工提供参考。

关键词：墩梁固结大跨连续刚构空腹式桥梁动静力分析铁路桥梁设计

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三河口碾压混凝土拱坝动静力有限元分析

三河口碾压混凝土拱坝动静力有限元分析

作者：刘帮超西安理工大学

学位级别：硕士

碾压混凝土拱坝具有超载能力好、安全稳定系数高、运行功效显著、投资节省等诸多优点,被越来越多的应用在水利工程中。由于拱坝自身的高度普遍较高,形状为空间壳体结构,导致其设计工作难度大。因此,为使坝体设计更加合理、运行更加安全... 详细信息

碾压混凝土拱坝具有超载能力好、安全稳定系数高、运行功效显著、投资节省等诸多优点,被越来越多的应用在水利工程中。由于拱坝自身的高度普遍较高,形状为空间壳体结构,导致其设计工作难度大。因此,为使坝体设计更加合理、运行更加安全、工程造价更为经济,结合现行拱坝规范的要求,进行拱坝体形优选,以及坝体应力和坝肩稳定三维有限元动、静力计算分析是十分必要的。基于三河口碾压混凝土拱坝,本文拟定多个荷载组合方案并对其分别进行仿真分析和计算研究。通过对结果的分析从而对拱坝体型、受力等方面安全稳定作出评估。研究成果主要有以下6点:（1）温度对拱坝应力分布影响很大。温度降低时坝体向下游变形、坝体收缩;温度升高时坝体向上游变形、坝体膨胀。温度变化使坝体有些部位的主拉应力增大,有些部位的主压应力增大。（2）基本荷载组合工况,按有限元等效应力求得的坝体主拉应力最大值为1.5MPa,不大于该组合工况下拉应力控制标准1.5MPa;等效坝体主压应力最大值为6.2MPa,小于该组合工况下压应力控制标准6.25MPa。（3）非地震情况特殊荷载组合工况,按有限元等效应力求得的坝体主拉应力最大值为1.8MPa,小于该组合工况下拉应力控制标准2.0MPa;等效坝体主压应力最大值为6.5MPa,小于该组合工况下压应力控制标准7.14MPa。（4）地震情况按有限元等效应力求得的坝体主拉应力最大值为2.2MPa,小于该组合工况下拉应力控制标准3.08MPa;等效坝体主压应力最大值为6.9MPa,远远小于该组合工况下压应力控制标准16.39MPa。（5）该工程选定的碾压混凝土抛物线拱坝体型在基本荷载组合工况的主拉应力最大值为1.5MPa,不大于该组合工况下拉应力控制标准1.5MPa,等效坝体主压应力最大值为6.2MPa,接近该组合工况下压应力控制标准6.25MPa。特殊荷载组合工况的主拉应力和主压应力最大值均小于相应的应力控制标准。（6）采用平面分层稳定计算分析表明,在各高程左、右坝肩岩体水平裂隙面及坝基岩体水平裂隙面抗滑稳定安全系数均大于规范规定的最小安全系数,满足规范要求。通过本文研究,得到了各工况坝体应力分布比较均匀,坝体体型安全适用、质量保证、经济合理、技术先进等结论。本文研究成果既可为三河口碾压混凝土拱坝的安全稳定评估提供借鉴,其方法及成果也可为类似工程的动静力分析提供参考。

关键词：三河口水利工程拱坝仿真分析应力场动静力分析

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大吨位门式钢架厂房的设计研究

大吨位门式钢架厂房的设计研究

作者：冯红敏河北工程大学

学位级别：硕士

钢结构厂房随着我国经济的快速发展应用越来越广泛,其中对大吨位的厂房需求日益倍增。随着轻型围护的发展,大吨位的厂房也越来越热衷于采用压型钢板的屋面和墙面的围护形式。因此,类似于门式刚架的大吨位厂房应运而生,在工业厂房中这种... 详细信息

钢结构厂房随着我国经济的快速发展应用越来越广泛,其中对大吨位的厂房需求日益倍增。随着轻型围护的发展,大吨位的厂房也越来越热衷于采用压型钢板的屋面和墙面的围护形式。因此,类似于门式刚架的大吨位厂房应运而生,在工业厂房中这种结构备受欢迎。这种结构既承接轻型门式刚架的优点又能做到大吨位吊车的布置。门式刚架平面内稳定主要是由刚架自身设计时决定,平面外稳定则由支撑体系确保。大吨位门式刚架厂房做轻型围护设计时通常结合《门式刚架轻型房屋设计规范》GB51022-2015和《钢结构设计规范》GB50017-2003。本文结合工程实例,运用PKPM软件中STS模块建立门式刚架三维模型;利用PKPM中工具箱内吊车梁模块对吊车梁进行设计,阐述了大吨位门式刚架轻型围护厂房在计算过程中的参数选取,荷载取值;详细说明了厂房的结构布置、设计原则及实际应用中的具体方法和注意事项;对钢结构厂房的刚架结构、吊车梁、支撑系统以及围护结构进行计算,分析了支撑布置情况和柱截面面积对结构的影响。对比不同柱距下各构件的用钢量及整体结构用钢量进行统计、分析、对比,得出较经济合理的柱距。经综合比较发现对于大吨位门式刚架厂房7.5m柱距优于6m柱距。相关结论可为未来相似项目的设计提供参考。

关键词：门式刚架大吨位柱距动静力分析支撑系统用钢量

基于有限元模拟的某天桥钢箱梁稳定性分析及结构优化研究

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基于有限元模拟的某天桥钢箱梁稳定性分析及结构优化研究

作者：杨帆南华大学

学位级别：硕士

进入21世纪以来,随着工业技术水平的提高,我国交通事业也取得显著成果。其中,在桥梁领域,钢箱梁桥由于优异的结构性能,运用越来越广泛。本文以某实际工程为研究对象,根据相关理论,采用有限元法建模计算,系统研究了钢箱梁桥的稳定性问题... 详细信息

进入21世纪以来,随着工业技术水平的提高,我国交通事业也取得显著成果。其中,在桥梁领域,钢箱梁桥由于优异的结构性能,运用越来越广泛。本文以某实际工程为研究对象,根据相关理论,采用有限元法建模计算,系统研究了钢箱梁桥的稳定性问题和桥梁极限承载力。总结了结构参数与桥梁计算数据的拟合公式,并对部分影响结构稳定性和极限承载力的系数进行了探讨,最后对结构进行了拟合优化设计。完成了以下工作:（1）论述了钢箱梁桥的应用和发展,并介绍了其结构特点,总结国内外钢箱梁桥稳定性分析和屈服稳定问题的研究成果,并系统阐述本文的技术路线。（2）阐述了本文钢箱梁桥有限元分析的建模理论和力学依据,并运用有限元分析软件Midas Civil和FEA建立板壳单元模型。（3）总结钢箱梁桥运营阶段结构动静力问题的理论及分析方法,对结构进行动静力分析,验证该结构的合理性和模型的准确性。静力分析主要是计算分析了的恒载、活载、温度荷载等作用力下的结构受力,并计算了荷载组合下结构的变形和应力分布。论文运用子空间迭代法对桥梁进行自振模态分析,桥梁地震响应用反应谱法进行计算;另外论文基于自振模态,对比分析了不考虑桩土相互作用和考虑桩土相互作用时对钢箱梁结构的影响。（4）采用板单元模型对结构进行稳定问题的分析。通过改变结构高度和主要板的厚度,得到结构在运营阶段的整体线性稳定系数、局部屈服系数和稳定安全系数。通过结果的对比分析可以发现,考虑非线性的影响钢箱梁桥,第二类稳定安全系数远小于线性稳定安全系数。分析了结构高度和板厚对桥梁的影响,且将这些参数和计算数据进行拟合,并对桥梁进行优化设计,为同类型钢箱梁桥的稳定性分析设计提供参考。

关键词：钢箱梁桥动静力分析稳定性分析数据拟合结构优化