均布荷载作用下跨中布置侧向扭转支撑简支梁弯扭屈曲分析

基于板—梁理论,建立均布荷载作用下跨中布置侧向扭转支撑的双轴对称工字形简支梁弯扭屈曲的总势能方程,其中侧向位移和转角模态试函数选用6项三角级数形式。引入量纲一的参数,根据势能驻值原理,获得简支梁弯扭屈曲的量纲一的临界弯矩解析解。采用1stOpt优化分析软件,拟合简支梁弯扭屈曲量纲一的临界弯矩计算公式,并与ANSYS有限元解进行对比。结果表明:量纲一的临界弯矩计算公式的理论解与有限元解吻合较好,误差在±5%以内,可为工程设计提供参考。     

基于板梁理论的工字形钢—混组合双跨连续梁弯扭屈曲分析

基于板梁理论,对均布荷载作用下的双轴对称工字形钢—混组合双跨连续梁进行弯扭屈曲分析,推导截面连续梁发生弯扭屈曲时的临界弯矩公式,运用ANSYS有限元软件对10根双轴对称工字形钢—混组合双跨连续梁进行特征值屈曲分析,对比屈曲临界弯矩的数值解与理论解,讨论换算截面法的适用性。结果表明:理论解与有限元解之间具有较高的吻合度,最大误差不超过3%。换算截面法的计算结果与实际结果差别较大,并不适用于工字形钢—混组合连续梁弯扭屈曲问题的计算。     

均布荷载和跨中集中荷载作用下简支钢梁临界弯矩

基于双变量的总势能方程,采用傅里叶级数表达精确模态试函数,以能量变分法为理论基础,分析均布荷载和跨中集中荷载作用下简支梁的弹性弯扭屈曲问题,利用Mathematica软件进行辅助运算,得到简支梁屈曲方程和精确解;利用ANSYS有限元软件验证无穷级数解和一阶近似解的正确性.结果表明:同种截面形式和工况下,无穷级数解析解精...     

矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱特征值屈曲性能

为研究矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱(STHCC)稳定性能,以截面形式、约束条件、构件长度和混凝土强度等级为主要参数,设计11根不同截面形式的H型蜂窝钢柱及18根STHCC构件;基于构件的简化力学模型和本构模型,利用ABAQUS有限元软件建立29根试件的有限元模型,开展构件的特征值屈曲分析,将有限元数值解与实验数据进行对比,两者吻合较好,验证有限元建模方法的合理性。基于18根STHCC构件特征值屈曲分析,提取变形云图和屈曲荷载,考察屈曲荷载随截面形式、构件长度、约束方式、混凝土强度等级和加劲肋的变化规律,给出STHCC在实际工程中的设计建议。结果表明:STHCC构件的整体稳定性比普通H型蜂窝钢柱、钢管翼缘的H型蜂窝钢柱的好,在相同用钢量条件下,屈曲荷载分别提高1.88、1.23倍;在STHCC构件钢管翼缘内设置加劲肋后,屈曲荷载提高1.31倍,合理设置加劲肋可以大幅提高组合柱的整体稳定性。随着混凝土强度等级的增加,构件屈曲荷载提高幅度越来越小。根据有限元数值解,通过简化混凝土影响系数建立STHCC构件的屈曲荷载计算公式,获得的屈曲模态为该类组合柱非线性稳定性能提供初始缺陷形态。     

基于“三段法”的锚拉桩桩身内力计算方法与应用

针对抗滑桩常因地质条件、地形地貌等原因导致受荷段底面与嵌固段顶面不在同一水平面的情况,将此段划为次受荷段,并推导了次受荷段桩后设计荷载大小计算公式和荷载分布公式,以及在弹性地基梁和悬臂梁模型下的适用于悬臂桩和锚索桩内力与挠度计算通用公式。以巴东县焦家湾移民安置点库岸防护工程预应力锚索桩为例,研究次受荷段对抗滑桩内力和挠度影响。结果表明:忽略次受荷段后土压力作用的传统计算方法会使桩身弯矩计算结果偏小,导致桩身配筋量不足,存在设计安全隐患。再以锚索排数、位置为控制变量,研究其对预应力锚索桩内力和挠度的影响,提出预应力锚索可有效地降低抗滑桩工程造价;增加预应力锚索的排数有利于调节抗滑桩内力分布,设计时应优先考虑将锚索设置为多排锚索。      

四肢桁式钢管混凝土悬链线拱面内稳定性

为研究四肢桁式钢管混凝土(CFST)悬链线拱面内稳定性,采用有限元法开展桁式CFST悬链线拱在轴压或压弯作用下的面内弹塑性屈曲分析。基于试验数据与数值模拟验证模型参数,探讨平面内屈曲破坏模式,揭示屈曲机理;引入全拱和弦杆的归一化长细比,考虑弦杆屈曲影响的交互因数,得到轴压作用下的统一屈曲曲线;提出压弯作用下面内稳定承载力的交互作用方程。结果表明：斜腹管屈曲大幅降低稳定承载力;桁式CFST悬链线拱在屈曲破坏过程中总是存在弦杆变形,弦杆变形对稳定性的影响不可忽视;屈曲曲线可用于轴压桁式悬链线拱,交互方程可为一般荷载作用下的桁式悬链线拱提供较好的下限预测。该结果对四肢桁式CFST悬链线拱的面内稳定性设计具有指导意义。     

初始几何缺陷对海底管道横向屈曲的影响

为了研究初始几何缺陷对海底管道前、后屈曲的影响,基于ANSYS软件建立平坦海床上裸铺管道的非线性有限元模型,分析建模过程中初始几何缺陷的引入方法,得到缺陷幅值及缺陷长度对管道前屈曲及后屈曲的影响规律.结果表明:临界温差随着初始几何缺陷幅值的增加而降低,随着缺陷段长度的增加呈现先降低后增加的趋势;缺陷幅值及缺陷段长度对管...     

基于等分圆弧滑面土质边坡的稳定性极限分析方法

基于等分圆弧滑面的简化条件,采用土塑性极限分析理论,建立了土质边坡极限分析模型,并推导得到了土质边坡稳定系数计算公式。该方法考虑了圆弧滑面的内能耗散率作用和边坡土体自重荷载、地震惯性力及孔隙水压力所做的外功率作用,可以解决土质边坡稳定性分析问题,是一种改进的土质边坡稳定性评价极限分析方法。     

矩形截面桩在横向荷载作用下的极限承载力研究

本文根据极限分析法的基本原理，研究了粘土地基中矩形截面桩在横向荷载作用下的极限承载力问题，建立了矩形截面桩的极限承载力计算公式。     

井口无支撑段连续油管极限拉压载荷分析

井口无支撑段连续油管内外压差最大且无井筒约束,易发生弯曲甚至折断。根据Lame公式,推导无支撑段连续油管在轴向载荷和内压作用下极限拉压载荷的理论计算公式;根据ASME规范,建立极限拉压载荷的数值模拟方法,与理论计算公式、试验数据进行验证,采用理论公式计算不同钢级和壁厚的无缺陷连续油管在内压作用时的极限拉压载荷曲线,采用数值方法模拟含椭圆度和壁厚减薄缺陷的连续油管在内压作用时的极限拉压载荷曲线。结果表明：随钢级和壁厚的增加,连续油管的极限拉压载荷逐渐增大;随内压增加,连续油管的极限拉伸载荷先增大后减小,具有极值点,极限下压载荷与内压呈抛物线形式降低;在内压较高时,椭圆度和壁厚减薄缺陷大幅降低连续油管的极限拉压载荷。该结果为现场射孔和压裂作业时井口无支撑段连续油管的压力和载荷评价提供依据。