含軟弱夾層地基上軌道梁承載力有限元分析

本文應(yīng)用有限元法,考慮材料非線性和幾何非線性,分析了現(xiàn)代常用的天線載體支撐桿節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和塑性區(qū)分布規(guī)律、節(jié)點(diǎn)變形等重要受力性能,提出了滿足工程精度的節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算的簡(jiǎn)易等效方法和節(jié)點(diǎn)的加強(qiáng)措施,方便工程實(shí)際應(yīng)用。

溶洞上方圓形基礎(chǔ)地基極限承載力有限元分析——針對(duì)3種典型圍巖條件，采用有限元方法對(duì)巖溶地區(qū)圓形基礎(chǔ)下溶洞頂板穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算，討論巖石地基極限承載力的確定方法，得出不同圍巖、溶洞頂板跨度、頂板厚度條件下地基的極限承載力，并分析極限承載力...

地基承載力是土木工程中研究的基礎(chǔ)性問題,同時(shí)也是難點(diǎn)問題,它與土工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性密切相關(guān),準(zhǔn)確分析和計(jì)算地基承載力對(duì)于土木工程的設(shè)計(jì)和施工具有重要的參考和指導(dǎo)作用.本文以下限有限元法為理論基礎(chǔ),通過構(gòu)建有限元模型,對(duì)地基由初始的線彈性狀態(tài)向塑性流動(dòng)極限破壞狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了模擬,對(duì)豎直荷載下淺地基極限承載力以及剛度、粗糙度等對(duì)地基極限承載力的影響進(jìn)行了分析.

為研究邊坡角大小對(duì)地基承載力的影響,采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,建立了簡(jiǎn)化的地基及邊坡-地基模型,分析了地基的極限承載力隨著邊坡坡角的變化規(guī)律,并計(jì)算出地基的極限承載力大小。結(jié)果表明,有限元強(qiáng)度折減法能夠計(jì)算出地基極限承載力;在相同的基礎(chǔ)荷載等量加載情況下,邊坡-地基模型隨著坡角的增加,安全系數(shù)變化趨勢(shì)先保持與0°(地基)模型變化趨勢(shì)相同,即在坡角為0°~30°之間,而后隨著荷載等量增加其安全系數(shù)呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),并且減小幅度逐漸變緩,最后基本不變;當(dāng)坡角增加到40°之后,安全系數(shù)變化趨勢(shì)比較基本呈現(xiàn)線性減小趨勢(shì),減小幅度較為緩慢;邊坡的形成將對(duì)地基極限承載力有衰減效應(yīng),并且地基極限承載力的衰減效應(yīng)隨著坡角的增加總體呈非線性變大趨勢(shì),但其衰減效應(yīng)幅度隨著坡角的增加逐漸變緩。

為研究邊坡角大小對(duì)地基承載力的影響,采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,建立了簡(jiǎn)化的地基及邊坡-地基模型,分析了地基的極限承載力隨著邊坡坡角的變化規(guī)律,并計(jì)算出地基的極限承載力大小。結(jié)果表明,有限元強(qiáng)度折減法能夠計(jì)算出地基極限承載力;在相同的基礎(chǔ)荷載等量加載情況下,邊坡-地基模型隨著坡角的增加,安全系數(shù)變化趨勢(shì)先保持與0°（地基）模型變化趨勢(shì)相同,即在坡角為0°～30°之間,而后隨著荷載等量增加其安全系數(shù)呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),并且減小幅度逐漸變緩,最后基本不變;當(dāng)坡角增加到40°之后,安全系數(shù)變化趨勢(shì)比較基本呈現(xiàn)線性減小趨勢(shì),減小幅度較為緩慢;邊坡的形成將對(duì)地基極限承載力有衰減效應(yīng),并且地基極限承載力的衰減效應(yīng)隨著坡角的增加總體呈非線性變大趨勢(shì),但其衰減效應(yīng)幅度隨著坡角的增加逐漸變緩。

為研究邊坡角大小對(duì)地基承載力的影響,采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,建立了簡(jiǎn)化的地基及邊坡-地基模型,分析了地基的極限承載力隨著邊坡坡角的變化規(guī)律,并計(jì)算出地基的極限承載力大小.結(jié)果表明,有限元強(qiáng)度折減法能夠計(jì)算出地基極限承載力;在相同的基礎(chǔ)荷載等量加載情況下,邊坡-地基模型隨著坡角的增加,安全系數(shù)變化趨勢(shì)先保持與0°(地基)模型變化趨勢(shì)相同,即在坡角為0°～30°之間,而后隨著荷載等量增加其安全系數(shù)呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),并且減小幅度逐漸變緩,最后基本不變;當(dāng)坡角增加到40°之后,安全系數(shù)變化趨勢(shì)比較基本呈現(xiàn)線性減小趨勢(shì),減小幅度較為緩慢;邊坡的形成將對(duì)地基極限承載力有衰減效應(yīng),并且地基極限承載力的衰減效應(yīng)隨著坡角的增加總體呈非線性變大趨勢(shì),但其衰減效應(yīng)幅度隨著坡角的增加逐漸變緩.

與水平地面地基土體的對(duì)稱破壞模式不同,臨坡地基土體隨不同工況呈現(xiàn)較明顯的多種破壞模式?；谏舷薹治鲇邢拊夹g(shù),通過對(duì)臨坡地基土建模,得到非線性上限規(guī)劃模型,采用可行弧內(nèi)點(diǎn)算法對(duì)其進(jìn)行求解。將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度場(chǎng)和能量耗散圖,并與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果表明,上限有限元法能夠較清楚地模擬出臨坡地基破壞的幾種模式,并得到合理解。通過把臨坡地基承載力轉(zhuǎn)為terzaghi建議的分項(xiàng)系數(shù)疊加形式,對(duì)分項(xiàng)系數(shù)n_c、n_γ、n_q的變化規(guī)律進(jìn)行討論,發(fā)現(xiàn)n_c和n_q變化趨勢(shì)基本符合現(xiàn)有的單調(diào)變化規(guī)律,但對(duì)于n_γ而言,由于破壞模式改變?cè)斐闪似茐捏w體積變化,得到n_γ發(fā)生非單調(diào)改變的變化規(guī)律。以臨坡基礎(chǔ)完全不受斜坡影響的距離α_0/b作為絕對(duì)安全距離,并給出部分計(jì)算圖表,為斜坡地基設(shè)計(jì)提供參考。

與水平地面地基土體的對(duì)稱破壞模式不同,臨坡地基土體隨不同工況呈現(xiàn)較明顯的多種破壞模式?；谏舷薹治鲇邢拊夹g(shù),通過對(duì)臨坡地基土建模,得到非線性上限規(guī)劃模型,采用可行弧內(nèi)點(diǎn)算法對(duì)其進(jìn)行求解。將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度場(chǎng)和能量耗散圖,并與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果表明,上限有限元法能夠較清楚地模擬出臨坡地基破壞的幾種模式,并得到合理解。通過把臨坡地基承載力轉(zhuǎn)為terzaghi建議的分項(xiàng)系數(shù)疊加形式,對(duì)分項(xiàng)系數(shù)n_c、n_γ、n_q的變化規(guī)律進(jìn)行討論,發(fā)現(xiàn)n_c和n_q變化趨勢(shì)基本符合現(xiàn)有的單調(diào)變化規(guī)律,但對(duì)于n_γ而言,由于破壞模式改變?cè)斐闪似茐捏w體積變化,得到n_γ發(fā)生非單調(diào)改變的變化規(guī)律。以臨坡基礎(chǔ)完全不受斜坡影響的距離α_0/b作為絕對(duì)安全距離,并給出部分計(jì)算圖表,為斜坡地基設(shè)計(jì)提供參考。

2011年第3期 第37卷總第161 期 ·45·2011年6月 frp筋混凝土梁有限元分析與抗彎承載力計(jì)算 梁利利，薛艷東，呼志遠(yuǎn) （西安建筑科技大學(xué)土木學(xué)院，陜西西安710055） 摘要：對(duì)frp筋混凝土梁正截面抗彎承載力分析是frp筋用于實(shí)際工程的前 提。我國(guó)混凝土規(guī)范已經(jīng)給出了普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算公式，由于frp 筋與普通鋼筋在材料性質(zhì)上有很大差異，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算公式對(duì) 于frp筋混凝土結(jié)構(gòu)不是完全適用的。本文在應(yīng)用abaqus有限元軟件分析和 混凝土規(guī)范的基礎(chǔ)上提出適用于frp筋混凝土梁承載力計(jì)算的實(shí)用計(jì)算方法。 關(guān)鍵詞：frp筋；abaqus；正截面；承載力；計(jì)算方法中圖分類號(hào)：tu375.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1672－4011（2011）03－0045－03 礎(chǔ)上提出適用于frp筋混凝土梁承載力計(jì)算的實(shí)用計(jì)

建立一個(gè)有效的數(shù)值分析模型,模擬槽鋼剪力連接件的性能。重點(diǎn)研究單調(diào)加載下槽鋼剪力連接件的抗剪能力。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)模型是有效的,引用加拿大設(shè)計(jì)規(guī)范can/csa-s16-2001和gb50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的公式進(jìn)行對(duì)比。利用該非線性模型進(jìn)行的研究表明:混凝土強(qiáng)度、槽鋼腹板和翼緣厚度、槽鋼高度以及槽鋼的長(zhǎng)度對(duì)槽鋼剪力連接件的承載力有較大影響,混凝土塊高度的影響較小。

河南廣播電視發(fā)射塔外塔柱采用異型大直徑鋼管,截面由三段直邊和三段圓弧板組合而成,其徑厚比已超過現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)圓鋼管徑厚比的限值,其承載力與管壁不同的加勁方法有關(guān)。分別采用內(nèi)加勁肋和內(nèi)桁架加勁兩種方法對(duì)管壁進(jìn)行內(nèi)加勁可提高管壁的局部穩(wěn)定性,從而提高構(gòu)件的極限承載力。通過對(duì)兩種加勁方法以及無加勁肋三種類型截面塔柱的縮尺試驗(yàn)研究和有限元模擬分析,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。研究表明:設(shè)計(jì)荷載作用下,三種形式截面均全截面處于彈性工作狀態(tài),具有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)管壁采用內(nèi)加勁肋方式處理后,截面承載能力提高20%左右,采用內(nèi)桁架對(duì)管壁進(jìn)行處理也可改善截面的應(yīng)力分布,但在設(shè)計(jì)荷載作用下的效果并不顯著。建議設(shè)計(jì)中采用內(nèi)加勁肋對(duì)管壁加勁,提高構(gòu)件的安全儲(chǔ)備。

把輥軋成型的c形冷彎薄壁型鋼構(gòu)件切割成若干短柱,將在短柱中產(chǎn)生不同程度的歪曲變形,從而引起附加的初始幾何缺陷。在考慮材料非線性、幾何非線性及由切割產(chǎn)生的初始幾何缺陷的基礎(chǔ)上,采用有限元方法分析了2種c型截面切割短柱的極限承載能力及破壞模態(tài),并與軸壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,切割短柱在軸壓力作用下的破壞模態(tài)為兩翼緣內(nèi)收的歪曲破壞,由切割引起的初始幾何缺陷使短柱軸壓極限承載力降低了7%~11%。

鑄鋼節(jié)點(diǎn)作為一種新型的節(jié)點(diǎn)形式,目前已廣泛應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu).本文通過非線性有限元分析,對(duì)南通市體育會(huì)展中心分叉柱底鑄鋼支座節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了深入的研究,分析了鑄鋼節(jié)點(diǎn)在荷載作用下應(yīng)力的發(fā)展、變化過程及節(jié)點(diǎn)變形,并通過試驗(yàn)對(duì)有限元方法加以驗(yàn)證,在此基礎(chǔ)上得出一些有用的結(jié)論.

dx樁單樁承載力的有限元分析——用有限元法對(duì)豎向樁頂荷載作用下dx樁樁周土的應(yīng)力變形及樁身荷載傳遞特點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)值分析。給出了樁周土體的應(yīng)力位移等值線，分析了擴(kuò)徑體數(shù)量、間距及形狀對(duì)dx樁承載性能的影響，進(jìn)一步揭示了dx樁的單樁承載力機(jī)理，可...

基于非線性板殼有限元結(jié)構(gòu)分析方法,運(yùn)用有限元分析軟件ansys,對(duì)輕鋼門式剛架考慮柱腹板屈曲,梁腹板不屈曲的極限承載力進(jìn)行材料、幾何雙重非線性分析,研究了柱腹板高厚比、翼緣寬厚比、斜梁坡度、高跨比等幾何參數(shù)的變化對(duì)剛架極限承載力的影響.計(jì)算結(jié)果表明:增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼緣厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高剛架極限承載力;柱腹板高厚比在60~135范圍內(nèi),翼緣寬厚比在9~15.43范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)承載力影響較大;而斜梁坡度在1/8~1/24范圍內(nèi),高跨比在1/12~1/8范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)剛架極限承載力的影響較小,工程分析時(shí)可以忽略它們的影響.

以圓支管-h型鋼主管t型受壓節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用有限元軟件abaqus對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模和計(jì)算，從節(jié)點(diǎn)極限承載力、變形過程和破壞模式等方面對(duì)節(jié)點(diǎn)的非線性有限元建模方法進(jìn)行了校驗(yàn)．研究結(jié)果表明：節(jié)點(diǎn)在軸向壓力作用下，支管根部發(fā)生象足式屈曲與局部屈曲，同時(shí)主管鼓曲；相對(duì)主管，支管壁厚較小，工程中應(yīng)避免或采取加強(qiáng)措施；節(jié)點(diǎn)從開始屈服到最后破壞，具有較強(qiáng)的塑性變形能力．

對(duì)冷彎型門式剛架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的變形、極限承載力和破壞特征進(jìn)行了分析,并驗(yàn)證了該方法的正確性和可靠性,考察了改變節(jié)點(diǎn)板尺寸參數(shù)對(duì)冷彎型門式剛架豎向承載力和剛度的影響,結(jié)果表明合理增大節(jié)點(diǎn)板尺寸可以有效提高剛架的豎向承載力和剛度。

為確定單榀拱撐內(nèi)門架承載力,進(jìn)行拱撐門架和mf1219門架承載力非線性有限元分析和拱撐門架承載力試驗(yàn)。利用ansys軟件建立拱撐門架模型和mf1219門架模型,進(jìn)行特征值屈曲分析,得到各計(jì)算模型的承載力。拱撐門架立桿低端鉸接,在兩立桿上端或上橫桿拱形加強(qiáng)桿兩端對(duì)應(yīng)位置處進(jìn)行分級(jí)豎向加載,進(jìn)行了8榀拱撐門架承載力試驗(yàn)。選擇jgj128—2010《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》中門架承載力公式進(jìn)行了單榀拱撐門架承載力計(jì)算,并對(duì)門架承載力有限元分析、試驗(yàn)和公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。建議:拱撐門架宜立桿直接受力,拱撐門架立桿受力承載力可采用jgj128—2010中5.2.1-8a計(jì)算,拱撐門架上端橫桿受力承載力折減系數(shù)宜取0.3。

基于混凝土的塑性損傷模型及鋼材的塑性流動(dòng)模型,建立了雙鋼管混凝土軸壓柱有限元模型.在此基礎(chǔ)上,對(duì)雙鋼管混凝土軸壓短柱的載荷-位移曲線進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了內(nèi)外鋼管之間的相互作用機(jī)理,影響該組合柱力學(xué)性能的主要因素.結(jié)果表明,內(nèi)徑大小及厚度的變化,對(duì)外徑的約束力有明顯的影響;同時(shí),外徑尺寸的變化對(duì)內(nèi)徑的約束力也有影響;試件的承載力隨著核心混凝土強(qiáng)度、內(nèi)外鋼管的直徑及壁厚的增大而增加.計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果總體上吻合良好.

目的確定壓型鋼板-混凝土組合板的極限承載力,并提出較準(zhǔn)確的有限元分析模型.方法采用幾何平衡關(guān)系的力平衡方法獲得閉口型壓型鋼板-混凝土組合板的縱向剪切強(qiáng)度和端部滑移的關(guān)系,進(jìn)行有限元分析.將有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比.結(jié)果剪跨比較短的試件在抗彎剛度上有一定的誤差,但極限承載力吻合很好(誤差最大不超過7.3%).結(jié)論隨剪跨比的增加,最大縱向剪切強(qiáng)度減小;提出的力平衡方法有限元計(jì)算模型可應(yīng)用于閉口型組合板類的有限元分析中,此計(jì)算模型可以比較精確的確定壓型鋼板-混凝土組合板的極限承載力.

壓型鋼板組合樓板是20世紀(jì)發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)形式。它具有顯著的優(yōu)勢(shì),如輕質(zhì)、高強(qiáng),施工快捷等,將在未來的建筑領(lǐng)域中大有作為。組合樓板的承載力主要取決于鋼板-混凝土界面處的抗剪強(qiáng)度。建立了一個(gè)二維有限元模型來研究單向組合板的性能。并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的有效性

支護(hù)用phc樁以受彎受剪為主,而管樁的抗剪能力較差。管樁抗剪試驗(yàn)表明,與矩形截面梁斜截面開裂不同,管樁受剪縱向開裂。采用有限元方法,分析預(yù)壓力、徑厚比及剪跨比對(duì)phc樁開裂剪力及裂縫開展形式的影響。給出了管樁抗剪承載力設(shè)計(jì)計(jì)算方法。