一、钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元(论文文献综述)
王赛龙[1](2021)在《冲击荷载下管翼缘柱格栅坝动力性能分析及试验研究》文中研究指明泥石流作为全球最为严重的地质灾害之一,在国内外已发生了数起的特大泥石流灾害事件,泥石流灾害在造成巨大经济财产损失的同时又剥夺了无数人们的生命,因此,如何有效的防治泥石流灾害已经成为了必要的研究课题。在泥石流灾害的防治过程中,拦挡坝作为主要的防治手段起着重要的作用,因此,本文依托于“国家自然科学基金项目”对拦挡坝展开了相关研究。在基于甘肃省三眼峪大8号坝(钢筋混凝土格栅坝)的基础上,提出了一种管翼缘柱格栅坝结构。此坝体中的管翼缘柱为前翼缘、腹板及后翼缘焊接组成的构件,前后翼缘均为钢管混凝土柱,腹板为钢板,主要利用钢管混凝土及钢板的强抗冲击性能来抵抗泥石流中块石的冲击,用管翼缘柱替代传统拦挡坝结构中的柱体构件,旨在提高承载力的同时又能减少工程造价。本文采用有限元ANSYS/LS-DYNA数值模拟的方法对管翼缘单柱及管翼缘格栅坝体结构进行了研究分析,并对不同类型的管翼缘柱进行了冲击加载试验,探索了该构件及整个坝体结构在冲击荷载作用下的动力响应及破坏模式。详细内容如下:(1)对矩形截面、圆形截面及管翼缘截面三种不同类型的钢管混凝土柱进行有限元模拟对比分析,同时保证三种柱体构件的截面面积相同,分析结果表明:在相同冲击荷载下,管翼缘柱的塑性应变最小,冲击力最大,位移以及最终残余内能最小,即相比之下,管翼缘钢管混凝土柱具有较强的稳定性及抗冲击性。(2)基于对管翼缘钢管混凝土柱的研究结果,对其翼缘及腹板进行改进,改进后的管翼缘柱称为异型管翼缘柱Ⅰ及异型管翼缘柱Ⅱ,将改进前后管翼缘柱在冲击荷载下的动力响应进行对比。结果表明:在相同冲击荷载下,异型管翼缘柱Ⅰ的冲击力最小,位移最大,最终残余内能最小,而管翼缘柱的冲击力最大,位移最小,最终残余内能最大。(3)通过对管翼缘柱、异型管翼缘柱Ⅰ及异型管翼缘柱Ⅱ进行冲击试验研究,分析各自的破坏模式,并与数值模拟结果进行对比。结果标明:随着冲击荷载的逐渐增大,管翼缘柱、异型管翼缘柱Ⅰ及异型管翼缘柱Ⅱ的破坏模式大致分为四步,分别是:(a)冲击位置处的轻微损伤变形、(b)腹板出现轻微屈曲变形,冲击位置处局部凹陷变形(c)腹板屈曲变形,管翼缘柱整体弯曲,基本丧失工作性能、(d)腹板弯曲破坏,底部固定端撕裂,完全丧失防护性能。此外,柱体构件的试验结果与数值模拟结果的对比吻合度较高,误差较小,验证了数值模拟的准确性。(4)以管翼缘钢管混凝土柱为基本构件,基于大8号坝体(钢筋混凝土格栅坝)的足尺模型设计出管翼缘柱格栅坝的模型尺寸,并利用有限元数值模拟对管翼缘柱格栅坝在冲击荷载下的响应模式进行分析。结果表明:在冲击坝体结构中的柱体构件时,坝体的协同工作性较好,且后排管翼缘柱的损伤变形较小;在冲击坝体结构中的梁构件时,梁构件主要通过局部大变形来抵抗较多的冲击能量;即坝体结构在受冲击时,仅出现了局部的构件破坏,整体结构还能继续发挥作用,表明了管翼缘柱格栅坝具有较强的抗冲击性能;此外,该坝体与钢筋混凝土格栅坝相比,在降低经济成本的同时又极大的缩短了施工周期,具有较高的实用性。
陆海[2](2021)在《加固砌体结构等效框架模型分析方法研究》文中研究表明砌体结构在我国乡村振兴的过程中还会存在很长一段时间。但由于砌体结构自身材料的离散性、施工的非标准性、墙体分析难题使得无筋砌体结构的分析十分困难。而有限元建模分析作为一种低成本且较为精确的研究手段,让学者们对于砌体结构的研究更加的快捷与方便。现阶段对于砌体结构有两种建模方式,一种是精细化建模方式,另一种是整体式建模方法。精细化建模具有精度高、分析结果准确等优点,但建模复杂、模型计算速度慢,对于计算机要求较高;整体式建模方法简单、模型易收敛,虽然计算精度没有分离式高,但可以达到工程实际所需要的精度,因此现阶段工程实际中对于砌体结构建模大多数使用整体式方法建模,等效框架法(EFM)是整体式建模的一种。EFM分析方法中将材料假定为均质、各向同性的理想材料,相比其他建模方法,EFM分析方法所需材料力学参数更为简单,建模更为方便。但由于现有等效框架模型主要适用于国外砌体结构,未考虑我国砌体结构独有的构造措施对于等效框架模型的影响。因此,本文通过建立并完善未加固砌体结构的EFM分析方法,并在此基础上结合拟静力试验研究建立了加固后砌体结构的EFM分析方法,为受损砌体结构的加固提供理论支持与科学建议。本文主要研究内容:(1)将国外的关于砌体结构的EFM分析方法进行整体汇总,建立现有的砌体结构的EFM分析方法。(2)对砌体结构窗下墙、过梁进行整体分析,通过理论推导与模拟分析得出窗下墙—过梁之间的关于整体刚度的计算公式。(3)将上述计算公式带入到EFM分析方法中,验证是否与试验结果一致,从而建立适用于我国砌体结构的EFM分析方法。(4)通过对于砌体子结构试验研究与模拟分析相结合的方法,推导出砌体窗下墙子结构受损加固后的EFM分析方法。论文研究成果表明:(1)考虑对砌体结构用EFM分析方法建模时洞口上过梁对于结构的影响,本文将窗下墙与过梁视为组合构件,得出组合构件等效弹性模量计算公式,修正EFM分析方法。(2)EFM分析方法的极限承载力与塑性铰出现部位的极限剪力和极限弯矩的大小正相关;EFM分析方法的初始刚度与刚域长度和材料的弹性模量正相关。(3)通过受损子结构加固前后的拟静力试验对比分析来建立受损后砌体子结构的EFM分析方法,经过理论推导,可以得出不同加固方式加固合理破坏模式(spandrel before piers failure)的砌体子结构窗间墙的极限剪力、极限弯矩和弹性模量,完善了加固后砌体结构的EFM分析方法。
刘建东[3](2020)在《高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制》文中指出我国青藏高原地区矿产资源开发对于缓解国家部分能源和资源供应危机具有重要战略意义。其区域构造和高海拔特点决定了矿产资源开采面临着高构造应力扰动和脆弱生态保护问题。充填开采可减小地表沉陷,保护地表生态,是高海拔矿区地下采矿方法的首选。充填开采覆岩以完整的弯曲带结构形式存在,使得水平构造应力对覆岩移动的影响不容忽视。本文围绕高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降问题,采用人工智能、现场测试、理论分析、室内试验以及数值模拟相结合的方法,研究了高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板与充填体相互作用机理和变形规律以及沉降控制对策,主要工作及研究成果如下:(1)提出了基于PSO-ERF算法的矿区三维地应力反演方法。将机器学习的随机森林(RF)算法和高效寻优的粒子群(PSO)算法相结合,提出了基于粒子群寻优改进随机森林模型(ERF)的地应力实测值-地应力场模型边界参数反演算法(PSO-ERF),确定其算法流程和实现步骤,基于该算法提出了矿区三维地应力场反演方法。将该方法应用于甲玛矿区地应力场反演,其结果与实测值之间具有较好的一致性。(2)建立了构应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降力学模型。分析了水平构造应力对覆岩移动和变形的影响机理,得出水平构造应力有利于减小顶板沉降的结论。将充填体视为弹性地基、顶板岩层视为深梁,采用弹性地基上的简支深梁模型表述坚硬厚大顶板下缓倾斜(水平)厚大矿体充填开采的覆岩移动问题,利用弹性地基梁理论和弹性力学分析方法,推导了构造应力作用下充填开采顶板应力应变的解析解;通过理论计算,分析了充填体地基系数、水平应力侧压系数、开采深度、采充长度等因素对顶板沉降的影响,明确了充填体与顶板的相互作用关系,揭示了大面积开采充填体强度与顶板沉降控制的相互影响机理。(4)揭示了构造应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动规律。采用数值模拟方法研究了不同侧压系数和充填体强度下顶板沉降和盘区矿柱支承压力变化规律,分析了水平构造应力有利于减小顶板沉降的应力拱效应,揭示了水平构造应力具有将顶板垂直应力部分转移至矿体两端围岩中的作用机理,侧压系数越大,应力转移效果越显着。(5)提出了构造应力作用下考虑地表沉降控制的缓倾斜厚大矿体充填开采充填体强度设计方法。建立充填体地基系数与弹性模量之间的关系,依据地表沉降与充填体地基系数的关系,提出基于地表沉陷控制等级的缓倾斜厚大矿体两步骤嗣后充填开采充填体强度设计与配比参数反演方法。论文研究成果对于高构造应力矿区缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动和地表沉降控制具有重要指导意义,相关成果也可应用于同类矿体条件的自重应力型矿山充填开采领域。论文有图87幅,表18个,参考文献180篇。
阎武通[4](2021)在《体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究》文中提出体外预应力混凝土节段拼装桥梁是桥梁工业化建设中一种代表性的桥梁结构形式。节段间接缝的不连续性和体外预应力束的滑移及二阶效应导致节段预制拼装桥梁的力学性能相较整体现浇桥梁变得更为复杂,二者之间受力行为表现出显着差异。论文针对体外预应力混凝土节段梁在弯、剪受力状态下的承载机理、数值模型和设计计算方法进行了系列研究,取得如下主要研究成果:(1)针对体外预应力混凝土节段梁的抗弯性能分析问题,构建了考虑箱梁剪力滞效应、体外束滑移和二阶效应以及接缝不连续行为三个力学特性的纤维梁-滑移索单元体系分析模型。在传统纤维梁单元的基础上,通过引入箱梁上下翼缘板翘曲变形自由度,推导建立了考虑剪力滞效应的箱梁结构纤维梁单元模型;根据体外预应力束的整体协调变形机制,推导建立了适用于任意布束形式的体外预应力束滑移索单元模型;针对接缝的不连续力学行为,提出了基于修正混凝土本构模型的接缝单元模拟方法。基于所建立的单元理论模型在Open Sees平台进行了集成开发,形成了用于体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析的体系模型。通过与缩尺试验梁及实桥试验结果的对比分析,验证了分析模型的有效性。(2)利用所建立的分析模型对节段梁结构抗弯性能的主要影响因素进行了参数分析,总结了接缝、体内外配束比例及体外束布束形式等关键因素对抗弯承载力、体外束应力增量和结构变形模式的影响规律。根据极限状态下节段梁结构的变形模式,推导了体外束应力增量与结构变形之间的关系方程,结合失效截面的平衡方程,建立了体外束极限应力增量和有效高度变化的计算方法,进而提出了体预应力混凝土节段梁抗弯承载力的简化计算方法。(3)在体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理研究方面,开展了6片试验梁的弯剪加载试验,得到了体外预应力混凝土节段梁在弯剪复合作用下的典型失效模式、变形曲线、承载能力和不同加载阶段下各抗剪分量的变化规律。通过试验结果的对比分析,总结了剪跨比、接缝和体内外配束比对结构抗剪承载力的影响规律,初步分析了体预应力混凝土节段梁在弯剪作用下的承载机理。(4)建立了基于软化膜-体外滑移索单元的精细有限元分析模型对体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理进行了深入分析。依托ABAQUS软件开发了适用于体外预应力混凝土节段梁弯剪性能分析的精细模型:考虑轴-剪复合作用的钢筋混凝土软化膜单元本构—转角软化桁架模型(RASTM-UMAT);考虑体外预应力束滑移和几何非线性效应的多节点滑移索单元模型(UEL);以及基于“粘结-库伦摩擦本构”的节段间接缝“等效平缝”模拟方法。利用建立的精细模型对试验梁的力学行为进行了预测对比,分析了各试验梁的失效模式及主应力分布规律。基于“桁架-拱”理论进一步揭示了节段梁结构的弯剪承载机理,进而提出了体外预应力混凝土节段梁抗剪承载力的简化计算方法。(5)在弯剪承载机理研究的基础上,基于铁木辛克梁理论在已建立的抗弯性能分析模型中引入剪切变形,推导了考虑弯剪复合作用的混凝土节段梁柔度法纤维梁单元列式,并提出了基于改进积分点截面的柔度法单元接缝模拟方法。基于推导的单元列式进行了单元开发,与已建立的体外束滑移索单元构成分析体系模型,用于体外预应力混凝土节段梁的弯剪性能分析。利用试验梁对分析模型的有效性进行了验证,结果表明:考虑弯剪复合作用的分析模型拓展了抗弯性能分析模型的适用范围,对于体外预应力混凝土节段梁的抗弯及抗剪性能均能较好地预测分析。
刘宇根[5](2020)在《胶层含石英砂的粘钢加固混凝土梁界面应力分析》文中研究表明外贴钢板加固钢筋混凝土梁的方法广泛应用于工程实际。故国内外很多研究者对外贴钢板加固构件的结构承载力与界面应力进行了大量的试验或有限元软件数值模拟研究,其研究成果相对来说已将很成熟了。因此想要提高粘贴钢板加固效果的话,必须积极开展与传统粘钢加固法不一样的粘钢加固新技术。目前鉴于石英砂作为一种矿物掺和物对材料性能有一定提高的研究成果,本文提出胶层含石英砂的粘贴钢板加固混凝土梁这一新方法。而界面剥离破坏一直是制约外贴钢板加固效果的一个关键问题。故本文将通过试验研究、有限元模拟和理论推导分析的方法来对胶层含石英砂的粘钢加固构件进行剥离形态和粘结界面应力进行研究,分析不同含砂率对各加固梁的加固效果影响,提出具有试验与模拟支持的合理含砂率粘钢加固方法,供工程实践选用。主要内容如下:(1)根据弹性力学与材料力学理论,分析了胶层含石英砂的钢板加固混凝土梁的受力形式,通过分别考虑混凝土梁、粘结层以及钢板的力学平衡和变形协调,推导出钢板板端界面上剪应力和正应力的解析表达式,并与胶层不含石英砂的粘钢加固混凝土梁的界面应力解析解进行对比分析。(2)通过胶层含石英砂的钢板-混凝土双面剪切试验,研究了不同石英砂含量对界面粘结性能的影响,同时分析了钢板表面应变的分布规律和界面剪应力的传递规律。(3)基于双面剪切的试验数据,推导求出胶层含石英砂的粘钢加固混凝土梁界面的粘结滑移曲线。再基于Nakaba模型,对其关键控制参数进行修正,最终得到胶层含石英砂的钢板-混凝土界面粘结滑移本构模型。(4)基于数值模拟研究,分析了不同石英砂含量下的外贴钢板加固梁的受力性能、界面滑移量以及加固效果。将数值模拟结果与实体试验结果进行对比分析,结果表明,初始石英砂的掺入不能起到增强加固效果的作用,还会导致胶层的粘结性能下降,而当石英砂占比在0.333~0.5范围时,粘钢加固效果得以提升,随后再增加石英砂的含量其加固效果又开始降低。
曾永平[6](2020)在《近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究》文中研究表明我国西部分布有现今最为活跃的陆陆碰撞造山带,地壳变形强烈、地质条件复杂、地震带众多,铁路沿线地震活动断层分布密集。众多西南高烈度地震区的铁路桥梁运营安全正面临着近断层地震动的严重威胁。然而,我国现行铁路桥梁抗震设计规范关于近断层区域的抗震设防问题几近空白,尚无成熟的近断层铁路桥梁减隔震措施与方法。考虑到高烈度地震区铁路广泛采用受力相对简单的简支梁桥,所以,本文以铁路典型简支梁桥为研究对象,对近断层地震作用下铁路简支梁桥地震响应、减震措施与设计方法开展系统研究,主要研究工作与成果如下:(1)收集国内外地震台网距离断层小于90km的1701条地震记录,提出了近断层地震记录基线调整方法,对近断层地震动的速度脉冲特性和竖向地震动进行系统分析,建立近断层地震反应谱特性,编写人工合成近断层地震动的相关程序,并验证了程序的可靠性。(2)建立32m等跨铁路简支梁桥数值分析模型,对比分析远场地震动、近断层地震动对隔震与非隔震铁路桥梁地震响应的影响,发现有脉冲的、长周期成分丰富的近断层地震会对桥梁造成更严重的破坏,使摩擦摆隔震支座产生更大的相对位移;研究了竖向地震动强度对桥梁抗震性能的影响,发现当竖向加速度峰值与水平向加速度峰值的比值大于1.5时,支座可能出现负反力,竖向地震动将导致支座压力发生较大波动,显着降低摩擦摆支座的耗能能力,墩梁位移加大,须采取限位措施;最后对比现有减隔震措施的优缺点,形成近断层铁路桥梁的减隔震策略。(3)提出了用于铁路桥梁的摩擦摆支座与金属阻尼器(新型减震卡榫和防落梁挡块)组合减隔震技术,阐述了金属阻尼器的结构形式和工作原理,推导金属阻尼器关键力学参数的理论计算公式,采用数值分析方法对金属阻尼器的力学性能进行模拟,研发了装置的具体构造,制造加工了金属阻尼装置装置样品,开展了装置拟静力力学性能试验验证。将理论分析、数值模拟与拟静力试验结果进行对比验证,结果表明本文提出的新型金属阻尼器整体性能良好,具有耗能效果好、滞回曲线饱满、低周疲劳性能好等优良性能。(4)开展两跨铁路简支梁桥共计6组振动台试验(包括普通支座桥梁、摩擦摆支座桥梁、摩擦摆支座+金属阻尼器桥梁3类减震方案和8m、25m两种墩高),设计了振动台试验模型制造、施工及加载工况等试验方案,基于振动台试验结果,深入对比分析摩擦摆支座+金属阻尼器桥梁在顺桥向、顺桥向+竖向、横桥向、横桥向+竖向的近断层地震动和远场地震动作用下的抗震性能,结果表明,组合减震体系桥梁显着降低了桥梁的地震响应,具有优良的减震性能。(5)采用Opensees软件建立了缩尺数值模型,将数值模型结果与振动台试验数据作对比分析,验证了有限元模型的合理性,根据缩尺相似关系,建立四跨足尺简支桥梁模型,进一步分析9度区地震下,在实桥上设置摩擦摆支座+金属阻尼器的减震性能,结果表明,该组合减隔震技术不仅能大幅度提高桥梁的减震效率,而且对竖向地震动不敏感,非常适用于近断层地震区桥梁抗震设防。(6)建立足尺四跨简支桥梁Open Sees有限元分析模型,进行非线性动力时程分析,分别研究摩擦摆支座-金属阻尼器组合减震体系各关键设计参数对桥梁抗震性能的影响。结果表明,在9度区设计地震下,减小减震卡榫屈服力或屈服后刚度比、增大摩擦摆支座半径、减小支座摩擦系数有利于提高桥墩的减震效率,但会增加支座位移;减小减震卡榫间隙、增大减震卡榫初始刚度会减少支座位移,但对桥墩影响较小。在9度区罕遇地震下,减小挡块屈服力、屈服后刚度比有利于提高桥墩的减震效率,但会增加支座位移;增大挡块初始刚度、减小挡块间隙会减少支座位移,但对桥墩影响较小。在罕遇地震下,支座限位是关键,可以通过减小挡块间隙和提高挡块屈服力来保证限位效果。最后给出了典型铁路简支梁桥组合减震体系设计参数的建议取值范围。
刘宜[7](2020)在《混凝土剪力墙无支撑置换加固及施工优化方案设计》文中进行了进一步梳理混凝土置换加固是一种新兴的钢筋混凝土结构加固改造方法,可从根本上解决由于混凝土强度不足导致的工程质量问题。对于高层建筑结构而言,混凝土强度不满足设计要求时,对其进行置换加固往往需要搭设大量的支撑,从而导致施工成本和工期的增加。近年来,无支撑置换加固技术因其无需搭设大量支撑,施工方便等优点,得到广泛工程应用并取得了显着经济效益。本文以洛阳某混凝土剪力墙无支撑置换加固项目为背景,探讨了无支撑置换加固的方案设计、临时支撑的搭设、不合格混凝土的拆除和重新浇筑过程以及施工监测系统的布置等关键技术。通过ABAQUS有限元软件对无支撑置换加固施工全过程进行了数值模拟;结合传感器监测数据以及有限元模拟结果,详细分析了置换施工阶段与被置换墙体相连的梁、楼板及其所对应的上层墙体应力变化规律;研究了置换施工阶段由于墙段拆除过程导致的应力重分布的影响范围;分析了由于墙段开洞产生的应力集中现象对加固效果的影响;通过分析置换加固前后剪力墙的正截面承载力对加固后的剪力墙进行安全性分析。最后,针对无支撑置换加固后剪力墙结构出现的应力滞后现象,通过不同方案的对比分析,给出了具有通用性的置换施工方案。主要结论如下:(1)采用PKPM对初步设计的无支撑置换加固方案进行裂缝和挠度验算后,根据验算结果对施工方案进行再优化可以满足无支撑置换加固方案设计阶段的要求,而且PKPM计算结果还可以指导监测方案的设计。(2)采用ABAQUS有限元软件,利用生死单元法、等效升温法以及添加场变量实现了无支撑置换加固施工阶段剪力墙的结构时变和材料时变效应,并通过与监测数据对比验证了该模拟方案的准确性。(3)通过监测数据以及有限元模拟结果的分析可知,剪力墙进行墙段拆除时会在拆除洞口四周出现明显的应力集中现象,当施工完成后由于应力转移使得应力集中会明显减缓。与置换墙体相连的梁、板以及置换墙体上一层剪力墙都会由于墙段的拆除和重新浇筑过程导致的应力重分布现象使得应力增加,但应力增加有限,不会造成梁、板以及墙体的破坏。而加固完成后的剪力墙由于墙段拆除时间的差异会出现明显的应力滞后现象,在无支撑置换方案的设计中应予以考虑。(4)为了减小应力滞后对加固效果的影响并使得无支撑置换加固方案更具有普适性,通过ABAQUS软件对不同的施工方案进行施工模拟,最后针对不同轴压比及不同剪力墙长度给出了用于指导无支撑置换加固的施工顺序、墙体分段置换长度及置换材料的建议。
王晓强[8](2020)在《钢-混凝土组合结构在海上超大型浮体中的应用研究》文中研究指明钢-混凝土组合结构能够充分利用钢材和混凝土各自的优势,具有优越的综合力学性能,其在对结构安全性、经济性有较高要求的海上超大型平台中具有良好的应用价值和广阔的发展潜力。论文围绕钢-混凝土组合结构在海上超大型浮式平台中的应用展开深入研究,提出了多种新型超大型浮式平台组合结构方案,开发了相应的水弹性响应分析程序包,并基于结构整体和局部构件研究,对结构受力性能进行深入分析,为钢-混凝土组合结构在海上超大型浮体中的应用提供了重要的设计参考依据。取得的主要研究成果如下:(1)提出多种新型海上超大型钢-混凝土组合结构平台方案。根据超大型平台结构及钢-混凝土组合结构的受力特点,针对桩基式、箱式和半潜式浮体平台,分别提出相应的组合结构方案,为组合结构在超大型平台中的应用研究奠定了基础。(2)海上超大型浮体的水弹性响应软件开发及参数分析。开发了超大型浮体水弹性响应计算程序包THhydro,该程序包支持基于模态叠加的水弹性响应分析及基于多体相互作用的水弹性响应分析,并已经过大量试验的验证。同时,进行了海上超大型浮体水弹性响应参数分析,并提出基于机器学习的超大型浮体水弹性响应快速预测及估算方法,从而简化结构初步设计的流程、缩短设计周期。(3)组合结构平台关键构件受力性能分析及优化。提出三种适用于浮式平台的组合板截面形式,并基于精细有限元从截面层次和构件层次对比分析了各截面在海洋环境不同受力模式下的响应特点,给出浮式平台中钢-混凝土组合顶底板的设计建议;通过理论分析,给出双钢板-混凝土组合板在考虑界面滑移时的平衡微分方程及整体屈曲临界荷载理论解,并提出隔板稳定设计方法。(4)海上超大型钢-混凝土组合浮式平台受力性能分析与案例设计。进行了海上超大型钢-混凝土组合箱式浮体结构以及半潜式浮体中组合潜体结构的案例分析,给出组合结构平台用钢量、自重及其他设计指标的定量参数,为钢-混凝土组合结构在海上超大型浮式平台中的应用提供设计参考依据。同时,给出钢-混凝土配比对结构各设计指标的影响规律。研究表明,组合结构浮体可以有效的减小结构用钢量,降低结构造价。此外,研究了多体连接器的各项参数对海上超大型浮式平台水弹性响应的影响。
陆晓宏[9](2020)在《冲击作用下钢筋混凝土箱梁的斜截面剪切破坏特征》文中进行了进一步梳理车辆落物导致钢筋混凝土箱梁桥破坏的事故实例表明,冲击荷载作用下钢筋混凝土箱梁破坏特征不同于一般的静动载作用,作用位置附近顶板和腹板均呈现明显的剪切破坏。滚石、落物等冲击作用为桥梁结构的偶然作用,一旦发生将对桥梁结构安全造成非常大的危害,迫切需要在桥梁结构设计理论中系统考虑这类冲击作用荷载的影响。所以,开展冲击作用下钢筋混凝土箱梁斜截面破坏特征和破坏机理研究,对于进一步研究冲击作用下的结构安全性评估和抗冲击能力提升具有非常现实的理论意义和工程价值。本文从某相关事故分析出发,开展了冲击荷载作用下钢筋混凝土箱梁破坏形态和冲击效应传导分析,定性地分析了钢筋混凝土梁的斜截面剪切破坏机理。主要研究内容和成果如下:(1)结合某行车落物(钢卷)冲击箱梁的相关事故分析,研究冲击作用下钢筋混凝土箱梁的破坏特征和冲击力效应传导规律。利用LS-DYNA有限元软件,开展了冲击荷载作用于箱梁不同位置时的损伤模拟,并结合事故情况,研究了其冲击力作用效应的逐时传递规律和破坏形态。结果表明,落物冲击箱梁产生的动力响应和破坏形态呈现出明显的剪切破坏特征和局部化特征,顶板以出现作用位置附近的局部直剪裂缝为主,而腹板则以作用位置附近的八字形斜截面剪切裂缝为主;冲击作用效应由顶板作用位置向腹板和底板依次传递。(2)针对箱梁腹板的斜截面剪切破坏问题,开展了不同冲击速度、冲击能量下8片钢筋混凝土梁的落锤试验研究。分析构件受冲击后斜截面破坏形态和特征,分析沿梁长各点加速度(惯性力)发展情况。结果表明,冲击作用下钢筋混凝土梁动力响应可按开始出现支座反力为界,分为冲击作用初期和后期;作用初期,冲击力和惯性力形成内外力平衡,被激活梁段不断发展,惯性力沿梁长分布由初始的W形变化为倒梯形,是产生主要破坏的阶段;常规行车落物(4-6m/s)作用下,以弯剪破坏为主,且随冲击速度增加局部化效应加剧,斜裂缝越接近于跨中位置。(3)基于数值模拟和模型试验结果,开展冲击作用下钢筋混凝土单梁斜截面剪切破坏机理的定性研究。利用LS-DYNA软件开展钢筋混凝土矩形截面梁的数值模拟,对比验证了冲击作用下的斜截面破坏特征,研究了梁内弯矩和剪力的动态分布。结果表明:由冲锤试验得到的冲击作用下梁破坏过程规律是成立的,冲击作用初期梁内惯性力和冲击力形成动态平衡,可以得到作用位置附近区域同时出现最大弯矩和剪力,导致梁在主拉应力作用下产生斜截面剪切破坏。
王强[10](2020)在《冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究》文中指出冷成型钢房屋建筑作为一种新型建筑结构体系,具有用钢量少、抗震性能好、绿色环保、施工效率高等优点,在国内应用已越来越多,其抗火性能一直是冷成型钢结构研究的重点。与此同时,多灾害耦合研究是当前土木工程防灾的研究热点,而地震次生火灾是人类面临的最常见的次生灾害之一。作为冷成型钢房屋建筑的主要抗侧及竖向分隔构件,研究冷成型钢复合墙体带损伤状态下的抗火性能,对冷成型钢结构建筑的抗火设计具有重要意义。本文针对双层墙板覆面的冷成型钢承重复合墙体进行了震后抗火性能研究,主要内容如下:1、对3片采用不同截面龙骨组合形式的双层石膏板覆面的冷成型钢复合墙体开展常温轴压试验研究,并进行了设计公式的校核以及数值模拟分析,结果表明:a.冷成型钢复合墙体立柱端部带加劲肋和导轨带卷边对墙体轴向极限承载力的提高幅度并不明显,在12%以内,由此建议实际工程使用了带加劲肋立柱或带卷边导轨的墙体中可仍按照传统的使用无卷边U形导轨和端部不带加劲肋的C形立柱的墙体进行承载力设计,其实际多出的部分承载力可作为墙体的安全储备;b.根据AISI规范得出的G550冷成型钢复合墙体试件的轴向极限承载力计算值仅为试验值的60%,而已有的Q345冷成型钢复合墙体试件的轴向极限承载力计算值与试验值比较接近,试验值约为计算值的90%,说明AISI规范没有合理考虑钢材屈服强度对于冷成型钢复合墙体轴向极限承载力的影响,对不同类型钢材的冷成型钢复合墙体轴向承载力设计公式仍需进一步改进。2、对4片双层石膏板覆面岩棉内填充的冷成型钢承重复合墙体进行了震后抗火试验研究,考察了不同地震损伤、楼盖约束以及空腔填充层等因素对于该类复合墙体抗火性能影响,阐述了该类墙体在带损伤状态下的受火破坏机理,结果表明:a.当墙体试件在水平地震作用下的层间位移角在2%以内时,其震后耐火极限较无震损状态下墙体耐火极限的降幅仅为8分钟,龙骨立柱的受火破坏模式不会发生改变,表现为立柱在顶部区域热翼缘和腹板局部屈曲导致的钢龙骨骨架向背火侧的弯曲破坏;b.当墙体试件在强震作用下的层间位移角超过2.5%时,其耐火性能将会发生急剧降低,残余耐火极限仅剩8分钟,原因在于水平低周往复荷载作用使得墙体试件的底边墙板张开,与底导轨之间产生了不均匀间隙,底边墙板失去了对立柱的防火保护,火灾环境下炉内热量可以通过间隙直接传递至龙骨立柱热翼缘;同时,龙骨立柱的受火破坏模式也会发生改变,表现为立柱在柱底区域附近发生全截面局部压屈,进而导致立柱向背火侧的弯曲破坏,由此说明冷成型钢结构在强震次生火灾下的倒塌风险不可忽视;c.大刚度楼盖会对冷成型钢复合墙体产生明显的受火轴向膨胀约束作用,加快该类墙体的受火结构失效,降低墙体的耐火极限,最终使得双层石膏板覆面岩棉内填充的冷成型钢承重复合墙体无法满足1小时的耐火极限要求,建议规范对该情况予以考虑;d.空腔填充层将阻碍热量自空腔向背火侧的传递,使受火侧覆板以及龙骨立柱热翼缘快速温升,不仅会降低承重墙体的耐火极限,还会改变墙体立柱的受火破坏模式。3、由于以双层石膏板作为覆面板材的岩棉内填充冷成型钢承重复合墙体尚不满足1小时耐火极限要求,因此采用玻特板代替石膏板作为复合墙体的基层墙板完成了4片石膏—玻特板覆面岩棉内填充的冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究,阐述了该类墙体的震后抗火破坏机理,结果表明:a.当墙体试件的层间位移角小于1%时,水平地震作用对于该类墙体的耐火性能影响并不明显,墙体立柱的破坏表现为在顶部区域由于立柱热翼缘和腹板局部屈曲导致的钢龙骨骨架向背火侧的弯曲变形;当墙体试件的层间位移角达到2%以上时,由于墙体试件水平拼缝处墙板的破损,失去了对立柱的侧向约束作用,破坏位置转移到了水平拼缝附近;当墙体试件的层间位移角达到3.5%时,墙体试件的残余耐火极限只有40分钟,立柱距柱底75mm高度位置的冷翼缘及与其相邻的腹板也会发生局部屈曲;b.冷成型钢复合墙体同侧双层墙板设置竖向贯通拼缝是一种槽糕的防火构造形式,在实际工程应尽量予以避免;c.相同构造、相同试验工况的冷成型钢承重复合墙体的抗火试验可以具有良好的重复性,特别是耐火时间、破坏模式以及时间-温度曲线等试验结果差异较小;d.以玻特板代替石膏板作为岩棉内填充冷成型钢承重复合墙体的基层墙板,可以使得墙体试件的耐火时间由48分钟增长至66分钟,抗剪极限承载力和单位长度抗剪刚度分别提高21.5%和39%,同时,墙体试件的震后残余耐火极限也会发生提高;由此建议在多层冷成型钢建筑中多使用以石膏—玻特板作为覆面板材的冷成型钢复合墙体。本文创新点如下:(1)率先开展了考虑楼盖约束的冷成型钢承重复合墙体抗火试验研究,揭示了空腔填充层会阻碍热量自空腔向背火侧的传递,使受火侧覆板以及龙骨立柱热翼缘快速温升的不利抗火作用机理;证实了墙体立柱在火灾环境下的轴向膨胀荷载不可忽视,它将加速复合墙体的结构失效,导致双层石膏板覆面岩棉内填充的冷成型钢承重复合墙体不满足1小时耐火极限要求,为相关规范提供修订建议。(2)率先开展了冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究,揭示了双层石膏板以及石膏—玻特板覆面岩棉内填充的带震损冷成型钢承重复合墙体的受火破坏模式,阐述了地震损伤对两类墙体抗火性能的作用机理。
二、钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元(论文提纲范文)
(1)冲击荷载下管翼缘柱格栅坝动力性能分析及试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外泥石流研究现状 |
1.2.2 国内泥石流研究现状 |
1.3 提出新型结构坝体 |
1.4 主要研究内容及创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
第2章 冲击动力学基础理论及数值模拟适用性分析 |
2.1 引言 |
2.2 冲击动力学基础理论 |
2.2.1 能量法的基本原理 |
2.2.2 动力平衡方程的建立及求解 |
2.3 LS-DYNA简介及理论基础 |
2.3.1 LS-DYNA发展历程 |
2.3.2 LS-DYNA应用领域 |
2.3.3 LS-DYNA理论基础 |
2.3.4 LS-DYNA分析流程 |
2.4 材料动态本构关系的选取 |
2.4.1 钢材动态荷载下本构关系 |
2.4.2 混凝土动态荷载下本构关系 |
2.5 本章小节 |
第3章 冲击荷载下管翼缘柱的动力响应分析 |
3.1 引言 |
3.2 管翼缘柱的设计思路 |
3.2.1 管翼缘构件的提出 |
3.2.2 设计荷载 |
3.2.3 荷载组合 |
3.3 管翼缘柱构件与普通柱构件的有限元模拟分析及对比 |
3.3.1 管翼缘柱构件与普通柱构件的有限元模型 |
3.3.2 模拟结果及对比分析 |
3.4 异型管翼缘钢管混凝土柱的有限元模拟分析及对比 |
3.4.1 有限元建模 |
3.4.2 模拟结果及对比分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 冲击荷载下管翼缘钢管混凝土柱构件试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试验目的 |
4.2.2 试验设备 |
4.2.3 试验设计 |
4.3 试验现象及破坏模式 |
4.3.1 试验现象 |
4.3.2 破坏模式 |
4.4 试验结果及对比分析 |
4.4.1 应变时程响应 |
4.4.2 动态应变分析及对比 |
4.4.3 位移时程响应 |
4.4.4 动态位移分析及对比 |
4.4.5 加速度时程响应 |
4.4.6 加速度分析及对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 冲击荷载下管翼缘柱格栅坝动力响应分析 |
5.1 引言 |
5.2 基于三眼峪沟大8号坝体提出新型坝体 |
5.2.1 三眼峪沟大8号坝体结构的实际尺寸 |
5.2.2 管翼缘柱格栅坝体尺寸的确定方法 |
5.2.3 管翼缘柱格栅坝的结构尺寸 |
5.3 格栅坝有限元模型的建立 |
5.3.1 有限元模拟加载工况 |
5.3.2 有限元模型的建立 |
5.4 有限元结果及对比分析 |
5.4.1 破坏模式 |
5.4.2 冲击力对比分析 |
5.4.3 位移对比分析 |
5.4.4 能量对比分析 |
5.5 本章小节 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所参与的项目 |
(2)加固砌体结构等效框架模型分析方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 无筋砌体结构建模方法研究 |
1.2.2 加固砌体结构研究 |
1.3 研究目的 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究方案及技术路线 |
2.无筋砌体结构等效框架模型建立 |
2.1 砌体结构墙体的等效框架模型 |
2.1.1 等效框架法简介 |
2.1.2 横墙的EFM分析方法 |
2.1.3 纵墙的EFM分析方法 |
2.2 无筋砌体结构EFM分析方法非线性分析 |
2.2.1 钢筋混凝土非线性等效框架分析方法 |
2.2.2 砌体结构非线性等效框架分析方法 |
2.2.3 塑性铰对于无筋砌体结构的适用性 |
2.2.4 非线性EFM分析方法应用 |
2.2.5 砌体结构塑性铰位置及计算方法 |
2.3 现有砌体结构EFM分析方法的不足 |
2.4 本章小结 |
3.砌体结构等效框架模型的修正 |
3.1 窗下墙—过梁组合构件等效刚度理论分析 |
3.1.1 等效思想 |
3.1.2 基本假定 |
3.1.3 等效弹性模量计算方法 |
3.1.4 等效弹性模量理论推导 |
3.2 窗下墙—过梁组合构件等效刚度数值模拟分析 |
3.2.1 建模方法 |
3.2.2 整体式本构模型 |
3.2.3 抗弯等效基本方法 |
3.2.4 数值模拟分析 |
3.2.5 结果分析 |
3.2.6 砌体结构EFM分析方法的修正 |
3.3 试验结果与模拟结果对比分析 |
3.3.1 拟静力试验 |
3.3.2 结果对比分析 |
3.4 本章小结 |
4.受损砌体结构加固后等效框架模型的建立与分析 |
4.1 砌体子结构设计与试验 |
4.1.1 子结构选取 |
4.1.2 试件设计 |
4.1.3 加载制度及装置 |
4.2 受损加固后子结构拟静力试验 |
4.2.1 钢丝网加固流程 |
4.2.2 加载制度及装置 |
4.2.3 结果分析 |
4.4 子结构加固后EFM分析方法的建立 |
4.4.1 EFM分析方法模型建立方法 |
4.4.2 模型调整 |
4.5 不同加固方式加固砌体结构的EFM分析方法 |
4.5.1 加固后砌体结构塑性铰大小的确定 |
4.5.2 加固后砌体结构弹性模量的确定 |
4.5.3 不同加固方式EFM分析方法的建立 |
4.6 本章小结 |
5.结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者在攻读硕士研究生期间所发表论文 |
(3)高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容和技术路线 |
2 矿区地质特征与地应力分布规律 |
2.1 矿区地质特征 |
2.2 矿岩物理力学参数试验 |
2.3 矿区地应力测量与分析 |
2.4 本章小结 |
3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
3.1 参数反演的基本理论 |
3.2 参数反演的PSO-ERF智能算法模型 |
3.3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
3.4 本章小结 |
4 构造应力环境充填开采充填体与顶板相互作用机理 |
4.1 充填开采覆岩结构特征 |
4.2 构造应力对覆岩变形的影响机理 |
4.3 充填开采覆岩变形力学模型及求解 |
4.4 充填体与顶板相互作用机理 |
4.5 本章小结 |
5 构造应力作用下充填开采覆岩移动规律 |
5.1 数值模拟方案及模型建立 |
5.2 不同侧压系数和充填体强度覆岩移动规律 |
5.3 不同侧压系数和充填体强度盘区矿柱支承压力变化规律 |
5.4 矿体回采过程地表沉降与支承压力显现规律 |
5.5 本章小结 |
6 胶结充填材料力学性能预测与配比参数反演 |
6.1 胶结充填材料力学性能试验 |
6.2 低温环境对充填体强度的影响 |
6.3 胶结充填体需求强度计算 |
6.4 基于PSO-ERF模型的胶结充填材料配比参数反演 |
6.5 本章小结 |
7 工程实践与应用 |
7.1 充填系统概况 |
7.2 甲玛矿区充填开采地表沉陷预测 |
7.3 实测数据分析 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 预应力混凝土节段梁发展及应用现状 |
1.2.1 预应力混凝土节段梁发展历程 |
1.2.2 体外预应力混凝土节段梁国内应用现状 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能研究现状 |
1.3.2 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能研究现状 |
1.4 研究内容及思路 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 总体思路 |
第2章 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析模型 |
2.1 概述 |
2.2 考虑剪力滞效应的纤维梁单元模型研究 |
2.2.1 剪力滞效应 |
2.2.2 理论模型建立 |
2.2.3 单元二次开发 |
2.2.4 模型验证 |
2.3 体外束滑移索单元模型研究 |
2.3.1 理论模型 |
2.3.2 单元开发 |
2.3.3 模型验证 |
2.4 接缝力学模型 |
2.5 体系模型应用 |
2.5.1 缩尺模型试验分析 |
2.5.2 实桥试验分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 体外预应力混凝土节段梁抗弯承载力简化计算方法 |
3.1 概述 |
3.2 各因素对抗弯性能的影响规律分析 |
3.3 既有计算公式及其适用性分析 |
3.4 抗弯承载力建议计算方法 |
3.4.1 建议计算方法 |
3.4.2 方法验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能试验研究 |
4.1 概述 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试件设计 |
4.2.2 试件制备 |
4.2.3 材性测试 |
4.2.4 试验加载方案 |
4.2.5 试验量测方案 |
4.3 试验结果 |
4.3.1 主要试验结果 |
4.3.2 试件破坏现象 |
4.3.3 结构承载力及变形特征 |
4.3.4 混凝土应变 |
4.3.5 普通钢筋应变 |
4.3.6 预应力束应力变化 |
4.4 试验分析 |
4.4.1 影响因素对比分析 |
4.4.2 各组份抗剪贡献分析 |
4.4.3 规范中抗剪承载力计算公式适用性分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 弯剪复合作用下体外预应力混凝土节段梁承载机理分析 |
5.1 概述 |
5.2 弯剪复合作用下精细有限元模型分析方法 |
5.2.1 分析模型框架 |
5.2.2 钢筋混凝土结构轴-剪复合作用下的本构模型 |
5.2.3 考虑滑移效应的预应力束单元开发 |
5.2.4 键齿接缝简化模拟方法 |
5.2.5 加载控制方法 |
5.3 试验梁失效分析 |
5.4 基于桁架-拱理论的节段梁结构承载机理分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 考虑弯剪复合作用的体外预应力混凝土节段梁分析模型 |
6.1 概述 |
6.2 考虑弯剪相互作用的节段梁单元模型 |
6.2.1 单元力学特性需求分析 |
6.2.2 单元理论模型 |
6.2.3 节段间接缝的等效模拟方法 |
6.2.4 单元状态的迭代计算 |
6.2.5 纤维的材料本构模型 |
6.2.6 纤维截面剪应变不均匀分布的计算方法 |
6.3 计算程序的设计及开发 |
6.4 模型验证与应用 |
6.4.1 混合配束节段梁弯剪性能分析 |
6.4.2 全体外配束节段梁弯剪性能分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文主要研究成果 |
7.2 主要创新点 |
7.3 尚需进一步研究的问题 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)胶层含石英砂的粘钢加固混凝土梁界面应力分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 现有钢筋混凝土结构加固方法分类 |
1.2.1 直接加固法 |
1.2.2 间接加固法 |
1.3 粘贴钢板加固法的优点及其研究现状 |
1.3.1 粘钢加固技术的优点 |
1.3.2 粘钢加固法的研究现状 |
1.4 胶层含石英砂的粘钢加固法的提出 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第二章 胶层含石英砂的粘钢加固混凝土梁界面应力分析 |
2.1 引言 |
2.2 基本假定 |
2.3 粘结界面应力推导 |
2.3.1 界面剪切应力 |
2.3.2 界面正应力 |
2.3.3 界面应力的求解 |
2.4 不同荷载形式下的界面应力解析解 |
2.5 胶-砂混合粘结层与传统粘结层的加固梁最大界面应力对比 |
2.6 本章小结 |
第三章 钢板混合粘贴界面剪切试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验方案 |
3.2.1 试验装置设计 |
3.2.2 试验控制变量 |
3.2.3 试验材料性能 |
3.3 试件制作与加载 |
3.3.1 钢板粘贴加固步骤 |
3.3.2 试验加载方式 |
3.4 测点布置 |
3.5 剪切试验结果与分析 |
3.5.1 各组试件的试验现象与破坏形态 |
3.5.2 钢板混合粘贴应变分析 |
3.5.3 钢板混合粘贴界面剪应力分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 钢板混合粘贴界面粘结滑移本构关系 |
4.1 引言 |
4.2 现有界面粘结滑移模型的研究 |
4.3 本文对钢板混合粘贴界面粘结滑移模型研究 |
4.3.1 界面的粘结滑移测量与计算 |
4.3.2 界面的粘结滑移曲线 |
4.3.3 界面的粘结滑移模型 |
4.4 本章小结 |
第五章 钢板混合粘贴加固混凝土梁有限元分析 |
5.1 引言 |
5.2 ANSYS有限元模型单元的选取 |
5.2.1 混凝土单元的选取 |
5.2.2 钢筋单元的选取 |
5.2.3 粘贴钢板单元的选取 |
5.2.4 粘结单元的选取 |
5.2.5 加载端及支座处钢垫块单元的选取 |
5.3 材料的本构关系 |
5.3.1 混凝土本构关系 |
5.3.2 钢板和钢筋的本构关系 |
5.3.3 钢板与混凝土之间的粘结滑移本构关系 |
5.4 加固梁的有限元模型 |
5.5 实体模型单元划分 |
5.6 模型材料参数和加载方式 |
5.7 有限元结果分析 |
5.7.1 有限元之间结果对比分析 |
5.7.2 有限元结果与试验数据对比分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 近断层地震作用下的桥梁减隔震研究现状 |
1.2.1 近断层地震动特性 |
1.2.2 近断层地震动对结构的影响 |
1.2.3 减隔震支座的近断层地震适用性及桥梁减隔震设计 |
1.3 铁路桥梁减隔震技术研究现状 |
1.4 减隔震桥梁试验研究现状 |
1.5 近断层铁路桥梁抗震研究存在的问题 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 近断层地震动特性及人工波模拟研究 |
2.1 近断层地震波收集及基线校正 |
2.1.1 近断层地震记录基线调整的必要性 |
2.1.2 近断层地震记录基线调整方法 |
2.2 近断层地震波长周期速度脉冲特性 |
2.3 近断层地震波竖向地震动特性 |
2.4 近断层地震反应谱特性和人工模拟地震波 |
2.4.1 近断层地震反应谱特性 |
2.4.2 与反应谱匹配的近断层非平稳地震动模拟方法研究 |
2.5 本章小结 |
第3章 近断层铁路简支梁桥抗震性能分析 |
3.1 近断层典型铁路简支梁桥的地震响应 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 有限元模型 |
3.1.3 地震动输入 |
3.1.4 材料损伤等级 |
3.1.5 采用普通支座的一般桥梁的地震响应 |
3.1.6 采用摩擦摆支座的隔震桥梁的地震响应 |
3.2 速度脉冲近断层地震输入角对简支梁桥地震响应的影响 |
3.3 竖向地震动对简支梁桥地震响应的影响 |
3.4 近断层铁路简支梁既有减隔震装置适用性分析 |
3.4.1 摩擦摆支座的适应性及有效性分析 |
3.4.2 LUB速度锁定支座的适应性分析 |
3.4.3 粘滞阻尼器的适应性分析 |
3.4.4 拉索减震支座的适应性分析 |
3.4.5 E型钢阻尼支座的适应性分析 |
3.4.6 金属类耗能阻尼器的适应性分析 |
3.4.7 既有防落梁措施的适应性分析 |
3.4.8 近断层铁路桥梁减隔震措施设计策略 |
3.5 本章小结 |
第4章 近断层铁路桥梁组合减隔震技术及新型减隔震装置的研发 |
4.1 摩擦摆支座与金属阻尼器组合减隔震技术 |
4.2 金属阻尼器的结构形式与特点 |
4.2.1 新型减震卡榫 |
4.2.2 新型缓冲防落梁挡块 |
4.3 金属阻尼器的简化力学模型及主要设计参数 |
4.3.1 新型减震卡榫力学参数计算及设计方法 |
4.3.2 新型缓冲防落梁挡块力学参数计算及方法 |
4.4 减震卡榫的有限元分析及拟静力试验验证 |
4.4.1 有限元分析 |
4.4.2 拟静力试验 |
4.4.3 对比分析研究 |
4.5 新型缓冲防落梁挡块的有限元分析及拟静力试验验证 |
4.5.1 有限元分析 |
4.5.2 拟静力试验 |
4.5.3 对比分析研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 采用组合减隔震体系铁路桥梁的振动台试验研究 |
5.1 工程概况 |
5.2 试验方案与试验模型 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 支座模型设计及施工过程 |
5.2.3 主梁、桥墩模型设计及施工过程 |
5.2.4 地震动输入 |
5.2.5 数据记录 |
5.3 试验过程和结果 |
5.3.1 顺桥向地震动输入 |
5.3.2 顺桥向+竖向地震动输入 |
5.3.3 横桥向地震动输入 |
5.3.4 横桥向+竖向地震动输入 |
5.3.5 模型桥试验破坏现象分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 采用组合减震体系铁路桥梁数值分析 |
6.1 有限元模型 |
6.1.1 主梁、桥墩的模拟 |
6.1.2 支座及新型减震卡榫模拟 |
6.2 铁路简支梁桥动力特性对比 |
6.2.1 缩尺有限元模型与振动台模型的动力特性对比 |
6.2.2 足尺与缩尺有限元模型动力特性对比 |
6.3 缩尺有限元模型与振动台模型地震响应对比分析 |
6.3.1 支座位移响应对比分析 |
6.3.2 纵筋应变响应对比分析 |
6.4 足尺有限元模型地震波输入 |
6.5 足尺有限元模型减震性能分析 |
6.5.1 顺桥向地震输入下的桥梁地震响应分析 |
6.5.2 横桥向地震输入下的桥梁地震响应分析 |
6.5.3 减震卡榫桥梁的减震效果分析 |
6.5.4 竖向地震输入下桥梁地震响应对比分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 典型铁路简支梁摩擦摆-金属阻尼器组合减震体系设计参数优化研究 |
7.1 地震动强度对组合减震体系桥梁抗震性能的影响 |
7.2 设计地震下的组合减隔震体系参数优化分析 |
7.2.1 摩擦摆支座半径对减震效果的影响 |
7.2.2 摩擦摆支座摩擦系数对减震效果的影响 |
7.2.3 减震卡榫初始刚度对减震效果的影响 |
7.2.4 减震卡榫屈服力对减震效果的影响 |
7.2.5 减震卡榫间隙对减震效果的影响 |
7.3 罕遇地震下的组合减隔震体系参数优化分析 |
7.3.1 防落梁挡块间隙对减震效果的影响 |
7.3.2 挡块屈服力对减震效果的影响 |
7.3.3 挡块初始刚度对减震效果的影响 |
7.3.4 挡块屈服后刚度比对减震效果的影响 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 主要工作及结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
(7)混凝土剪力墙无支撑置换加固及施工优化方案设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与研究意义 |
1.2 混凝土加固技术简介 |
1.2.1 导致结构加固的原因 |
1.2.2 混凝土结构加固方法 |
1.3 置换加固法研究现状 |
1.4 施工模拟研究现状 |
1.5 主要研究内容 |
第二章 剪力墙置换加固设计、施工及监测方案 |
2.1 工程概况 |
2.2 置换加固设计 |
2.2.1 剪力墙加固范围 |
2.2.2 剪力墙置换方案设计 |
2.3 剪力墙置换加固施工 |
2.3.1 剪力墙置换进度计划 |
2.3.2 剪力墙置换加固施工流程 |
2.3.3 框架梁局部支撑的搭设 |
2.3.4 墙段的拆除及浇筑 |
2.3.5 置换施工的重难点问题 |
2.4 置换施工监测方案 |
2.4.1 监测方案设计 |
2.4.2 置换墙体一跨范围内楼板裂缝控制 |
2.4.3 置换剪力墙一跨范围内梁裂缝监测以及应变监测 |
2.4.4 置换剪力墙一跨范围内楼板应变监测 |
2.4.5 置换剪力墙及其上一层剪力墙应变传感器布置 |
2.4.6 剪力墙位移监测 |
2.4.7 数据收集 |
2.5 监测结果初步分析 |
2.5.1 静力水准仪监测结果 |
2.5.2 新旧结合面监测结果 |
2.5.3 应力滞后现象 |
2.6 本章小结 |
第三章 剪力墙置换加固有限元模型 |
3.1 计算软件、计算单元的相关说明 |
3.1.1 ABAQUS有限元分析软件介绍 |
3.1.2 ABAQUS建模及单元选择 |
3.2 有限元模拟所用材料及参数 |
3.2.1 混凝土材料模型 |
3.2.2 钢筋本构模型 |
3.3 置换加固施工过程的有限元实现 |
3.4 材料属性随时间改变的实现 |
3.5 有限元模型验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 剪力墙置换加固施工过程受力分析 |
4.1 置换施工影响范围 |
4.2 置换施工对上层结构的影响 |
4.3 剪力墙施工过程受力分析 |
4.3.1 一号、二号剪力墙置换过程受力分析 |
4.3.2 三号、六号剪力墙置换过程受力分析 |
4.3.3 四号、五号剪力墙置换过程受力分析 |
4.4 结构受力变化规律 |
4.5 本章小结 |
第五章 剪力墙置换施工方案优化 |
5.1 置换加固效果评估 |
5.2 置换方案影响因素 |
5.2.1 轴压比 |
5.2.2 置换施工顺序 |
5.2.3 置换长度选择 |
5.2.4 置换材料的影响 |
5.2.5 置换方案 |
5.2.6 1.5m~3.0m长度剪力墙施工模拟结果 |
5.2.7 3.0m长度以上剪力墙施工模拟结果 |
5.3 施工方案建议 |
5.3.1 置换间隔时间选择 |
5.3.2 置换方案 |
5.3.3 徐变对内力重分布的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)钢-混凝土组合结构在海上超大型浮体中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 研究和应用现状及不足 |
1.2.1 超大型浮体的水弹性力学响应分析 |
1.2.2 钢-混凝土组合结构在海洋工程中的应用及优势 |
1.3 论文的研究目标和总体思路 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 总体思路 |
第2章 海上超大型钢-混凝土组合结构平台方案 |
2.1 概述 |
2.2 海上超大型钢-混凝土组合桩基式平台 |
2.3 海上超大型钢-混凝土组合箱式浮体平台 |
2.3.1 基于隔板体系的组合箱式浮体平台 |
2.3.2 基于框剪体系的组合箱式浮体平台 |
2.4 海上超大型钢-混凝土组合半潜式浮体平台 |
2.5 海上超大型浮式平台结构设计流程 |
2.6 本章小结 |
第3章 超大型浮体水弹性力学分析 |
3.1 概述 |
3.2 水弹性力学理论概述 |
3.2.1 基于三维势流理论及模态叠加的水弹性力学分析 |
3.2.2 基于三维势流理论及多体相互作用的水弹性力学分析 |
3.2.3 两种水弹性力学响应分析方法的比较 |
3.3 浮体水弹性力学计算程序包THhydro |
3.3.1 程序实现 |
3.3.2 程序验证 |
3.4 大型浮体水弹性响应的特征 |
3.4.1 主要内力占比 |
3.4.2 结构响应形态 |
3.4.3 不同模态的贡献 |
3.5 海上超大型浮体水弹性力学响应参数分析 |
3.5.1 纵向弯曲刚度的影响 |
3.5.2 水深的影响 |
3.5.3 吃水深度的影响 |
3.5.4 长宽比的影响 |
3.6 基于机器学习的超大型浮体水弹性响应预测 |
3.6.1 机器学习及基于机器学习的数据拟合方法 |
3.6.2 基于GBDT的超大型浮体水弹性响应模型拟合及预测 |
3.6.3 模型的优缺点及机器学习方法用于土木和海洋工程的讨论 |
3.7 本章小结 |
第4章 组合结构平台关键构件受力性能分析与设计优化 |
4.1 概述 |
4.2 箱型结构及其受力特点和建模策略 |
4.3 钢板-混凝土组合板研究现状、数值模型及试验验证 |
4.3.1 双钢板-混凝土组合板研究现状 |
4.3.2 组合板有限元模型 |
4.3.3 有限元模型的适用性验证 |
4.4 组合箱型结构顶、底板分析 |
4.4.1 箱型浮体结构的三种受力模式 |
4.4.2 截面及构件形式 |
4.4.3 截面层次:组合板截面在压弯及拉弯荷载下的受力分析 |
4.4.4 构件层次:组合板在箱型结构整体中的受力分析 |
4.5 组合箱型结构隔板分析 |
4.5.1 考虑滑移的双钢板-混凝土组合板整体稳定性分析 |
4.5.2 不考虑滑移的双钢板-混凝土组合板整体稳定性分析 |
4.5.3 钢板局部稳定性及栓钉间距 |
4.6 本章小结 |
第5章 超大型钢-混凝土组合箱式浮体结构受力性能分析与案例设计 |
5.1 概述 |
5.2 结构力学性能及案例设计 |
5.2.1 截面刚度特性 |
5.2.2 设计条件及计算假定 |
5.2.3 水弹性响应及结构强度分析模型 |
5.2.4 结构设计案例 |
5.3 结构方案对比及参数讨论 |
5.3.1 结构方案对比 |
5.3.2 钢与混凝土配比对超大型组合箱式浮体的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 超大型钢-混凝土组合半潜式浮体结构受力性能分析与案例设计 |
6.1 概述 |
6.2 半潜式平台的受力特点概述 |
6.3 钢-混凝土组合潜体分析及讨论 |
6.3.1 组合潜体结构构成 |
6.3.2 组合潜体结构案例分析及讨论 |
6.4 连接器对超大型浮体水弹性响应的影响 |
6.4.1 连接器形式及研究概况 |
6.4.2 梁式连接器 |
6.4.3 铰链式连接器 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文的主要研究成果 |
7.2 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)冲击作用下钢筋混凝土箱梁的斜截面剪切破坏特征(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 钢筋混凝土梁抗冲击性能研究现状 |
1.2.1 在冲击下钢筋混凝土梁的破坏特征研究 |
1.2.2 冲击作用下钢筋混凝土梁抗冲击性能影响因素 |
1.2.3 冲击荷载作用下钢筋混凝土梁动力响应的机理研究 |
1.2.4 冲击作用下钢筋混凝土箱梁力学行为研究 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容 |
1.4.1 本文主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 冲击作用下钢筋混凝土箱梁冲击破坏特征 |
2.1 钢筋混凝土箱梁受落物冲击损伤的工程实例 |
2.2 有限元模型的建立 |
2.2.1 LS-DYNA软件 |
2.2.2 单元与材料模型 |
2.2.3 接触设置与沙漏能控制 |
2.2.4 箱梁模型 |
2.3 箱梁的冲击响应传导规律 |
2.3.1 荷载加载工况 |
2.3.2 不同冲击位置的刚度差异 |
2.3.3 冲击作用下梁体的变形和扭转 |
2.3.4 冲击作用下应力分布 |
2.4 箱梁不同冲击位置处的损伤结果 |
2.4.1 冲击处为顶板时的塑性应变 |
2.4.2 冲击处为腹板上方时的塑性应变 |
2.4.3 冲击处为翼缘板1/4 处的塑性应变 |
2.4.4 冲击处为翼缘板1/2 处的塑性应变 |
2.4.5 数值模拟结果与实际损伤比较 |
2.5 本章小结 |
第三章 钢筋混凝土单梁斜截面剪切破坏试验研究 |
3.1 冲击作用下单梁的动力响应与动态平衡发展过程 |
3.1.1 冲击作用下梁的反应过程 |
3.1.2 冲击作用下梁受力平衡 |
3.1.3 冲击作用下梁剪切破坏的局部效应 |
3.2 试验概况 |
3.2.1 试验目的 |
3.2.2 试验构件设计与制作 |
3.2.3 试件材料性能 |
3.3 钢筋混凝土梁静力试验 |
3.3.1 静力试验方案设计 |
3.3.2 试验现象及初步结论 |
3.3.3 钢筋应变与位移结果 |
3.4 钢筋混凝土梁动力试验 |
3.4.1 动力试验方案设计 |
3.4.2 试验现象详述 |
3.4.3 梁的动力冲击阶段 |
3.4.4 钢筋混凝土梁惯性力传导 |
3.4.5 冲击作用初期梁的破坏特征 |
3.4.6 箍筋间距的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 冲击作用下钢筋混凝土单梁内力分布特点 |
4.1 钢筋混凝土梁的有限元模拟 |
4.1.1 建模与网格划分 |
4.1.2 接触定义与计算控制 |
4.2 有限元模型计算结果分析 |
4.2.1 动力响应结果对比分析 |
4.2.2 试验梁与数值模型损伤结果对比 |
4.3 矩形截面RC梁冲击力的传导 |
4.3.1 冲击力沿梁高方向的传导 |
4.3.2 冲击力沿梁长度方向的传导 |
4.4 矩形截面RC梁的弯剪内力分布 |
4.4.1 惯性力分布随时间的变化 |
4.4.2 冲击作用前期弯剪内力的分布情况 |
4.4.3 冲击作用初期剪切破坏产生的原因分析 |
4.5 冲击作用下钢筋混凝土梁试验与有限元模拟结果 |
4.5.1 试验构件的有限元模型 |
4.5.2 冲击试验与有限元模拟的支反力时程曲线 |
4.5.3 冲击试验与有限元模拟的损伤结果对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
发表的学术论文 |
主要参与的项目 |
(10)冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 冷成型钢结构建筑简介 |
1.2 选题背景与意义 |
1.3 冷成型钢复合墙体抗火及抗剪性能研究现状 |
1.4 当前研究的不足 |
1.5 本文研究内容与思路 |
2 冷成型钢复合墙体常温轴压试验研究 |
2.1 试验装置设计 |
2.2 冷成型钢复合墙体常温轴压试验 |
2.3 基于AISI的冷成型钢复合墙体轴压承载力校核 |
2.4 冷成型钢复合墙体轴压承载力有限元模拟 |
2.5 小结 |
3 双层石膏板覆面冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究 |
3.1 试验设计 |
3.2 试验结果 |
3.3 分析与讨论 |
3.4 小结 |
4 石膏—玻特板覆面冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究 |
4.1 试验设计 |
4.2 试验结果 |
4.3 分析与讨论 |
4.4 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、钢筋混凝土结构空间有限元分析的体梁组合单元(论文参考文献)
- [1]冲击荷载下管翼缘柱格栅坝动力性能分析及试验研究[D]. 王赛龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]加固砌体结构等效框架模型分析方法研究[D]. 陆海. 西安建筑科技大学, 2021
- [3]高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制[D]. 刘建东. 中国矿业大学, 2020
- [4]体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究[D]. 阎武通. 北京交通大学, 2021(06)
- [5]胶层含石英砂的粘钢加固混凝土梁界面应力分析[D]. 刘宇根. 华东交通大学, 2020(03)
- [6]近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究[D]. 曾永平. 西南交通大学, 2020(06)
- [7]混凝土剪力墙无支撑置换加固及施工优化方案设计[D]. 刘宜. 长安大学, 2020(06)
- [8]钢-混凝土组合结构在海上超大型浮体中的应用研究[D]. 王晓强. 清华大学, 2020
- [9]冲击作用下钢筋混凝土箱梁的斜截面剪切破坏特征[D]. 陆晓宏. 重庆交通大学, 2020(01)
- [10]冷成型钢承重复合墙体震后抗火试验研究[D]. 王强. 中国矿业大学, 2020