检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报(自然科学版) 2025年第1期56卷 283-296页

作者：刘永健闫新凯刘江白永新长安大学公路学院陕西西安710064 重庆大学土木工程学院重庆400044

将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出... 详细信息

将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出三维温度应力解析计算方法,与传统方法和实体有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:不考虑横向约束解析法计算的轴向自应力偏小,相对误差在-31.67%~-30.24%之间,由于自应力在总的温度应力中占比较大,这一相对误差不可忽视;按平面应变问题计算钢-混界面法向应力误差在-17.96%~10.83%之间;本文提出考虑横向约束解析法计算精度较高,除应用于钢管混凝土拱温度效应计算外,还可用于评估界面热黏结状况及确定管内补偿收缩混凝土自由膨胀率的可行域;在相关桥规建议使用的材料性能取值和结构尺寸范围内,钢管与核心混凝土热脱黏界限温差在4.37℃~15.39℃之间。

关键词：钢管混凝土拱钢-混界面三维温度应力解析法横向约束脱黏误差分析

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钢管混凝土拱的面外徐变稳定性分析

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哈尔滨工业大学学报 2013年第10期45卷 1-6页

作者：蒋伟吕大刚杨大伟哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为研究混凝土徐变对钢管混凝土拱面外稳定的影响,提出了一种面外徐变稳定的数值分析方法,该方法将混凝土徐变分析的修正龄期有效模量法和有限单元法进行结合,通过引入时变的初始几何缺陷描述钢管混凝土拱在任意时刻的徐变变形,并将该缺... 详细信息

为研究混凝土徐变对钢管混凝土拱面外稳定的影响,提出了一种面外徐变稳定的数值分析方法,该方法将混凝土徐变分析的修正龄期有效模量法和有限单元法进行结合,通过引入时变的初始几何缺陷描述钢管混凝土拱在任意时刻的徐变变形,并将该缺陷引入有限元模型求解面外徐变稳定承载力.基于该方法,以已有的钢管混凝土拱试验模型为基本研究对象,讨论了持荷水平、长细比、矢跨比、横向扰动力、截面含钢率和混凝土加载龄期对面外徐变稳定承载力的影响.计算结果表明:该方法具有较好的有效性和适用性;不同参数对钢管混凝土拱面外稳定承载力影响的差异较大,其中长细比、截面含钢率和混凝土加载龄期的影响较大,而矢跨比和横向扰动力的影响相对较小;徐变导致钢管混凝土拱面外稳定承载力的降低幅度可达13.8%,设计时应予以考虑.

关键词：钢管混凝土拱面外失稳徐变稳定 AEMM 时变几何缺陷

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钢管混凝土拱空间高效双非线性有限元分析

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工程力学 2014年第12期31卷 89-95,111页

作者：邓继华邵旭东长沙理工大学桥梁结构安全控制湖南省工程实验室湖南长沙410076 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

大跨度钢管混凝土空间桁架拱桥的复杂造型使得有限元分析极为特殊,对非线性分析方法的计算精度和效率提出更高要求。采用共旋坐标法,根据共旋坐标系下应变与消除刚体位移后的变形呈线性关系的特点,利用虚功原理无需迭代就能计算出该坐... 详细信息

大跨度钢管混凝土空间桁架拱桥的复杂造型使得有限元分析极为特殊,对非线性分析方法的计算精度和效率提出更高要求。采用共旋坐标法,根据共旋坐标系下应变与消除刚体位移后的变形呈线性关系的特点,利用虚功原理无需迭代就能计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再基于场一致性原则导出结构坐标系下考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵,从而建立钢管混凝土拱空间高效非线性分析方法。编制了相应的程序,对钢管混凝土模型拱的面内与面外受力进行了计算分析,结果表明在计算精度和效率上是比较满意的。

关键词：钢管混凝土拱共旋坐标法空间双非线性场一致性切线刚度矩阵

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钢管混凝土拱面外稳定的可靠度与灵敏度分析

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哈尔滨工业大学学报 2012年第12期44卷 8-12页

作者：蒋伟吕大刚哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(fi... 详细信息

为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(first order reliability method,FORM),通过MATLAB自编程和有限元软件的协同工作得到了可靠指标随初始荷载的变化曲线以及随机变量的灵敏度指标.对比分析表明:CFST拱的面外稳定承载力介于临界力和极限承载力之间,且临界力为上限值;不同随机变量对可靠指标的灵敏度差异明显,其中几何尺寸的影响较大,弹性模量次之,材料强度的影响较小,而初始几何缺陷在规范规定的限值以内时,影响最小;然而,随着横向力的增加,材料强度的灵敏度指标逐渐增大,而弹性模量的灵敏度指标逐渐减小.

关键词：钢管混凝土拱面外失稳临界力极限承载力一次可靠度方法灵敏度

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钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法

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西南交通大学学报 2000年第5期35卷 480-483页

作者：熊峰童蔷赖曦凌四川大学建筑学院四川成都610065 西南交通大学建筑系四川成都610031

视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性... 详细信息

视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性分析中。

关键词：结构计算钢管混凝土拱矩阵位移法拱桥

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钢管混凝土拱抗冲击影响因素

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北京工业大学学报 2017年第8期43卷 1199-1204页

作者：徐鹏飞张公赵一臻李晓璐张会歌中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院郑州454000

为研究钢管混凝土拱的抗冲击力学性能,在试验结果验证的基础上,采用有限元分析方法,研究了集中冲击荷载作用下矢跨比、混凝土强度等级、钢材屈服强度和冲击质量4个因素对钢管混凝土拱抗冲击力学性能的影响.计算结果表明:相同冲击能量下... 详细信息

为研究钢管混凝土拱的抗冲击力学性能,在试验结果验证的基础上,采用有限元分析方法,研究了集中冲击荷载作用下矢跨比、混凝土强度等级、钢材屈服强度和冲击质量4个因素对钢管混凝土拱抗冲击力学性能的影响.计算结果表明:相同冲击能量下,钢管混凝土拱存在着一个矢跨比阈值f,当试件矢跨比大于f时,试件的抗冲击性能基本相同;与钢管混凝土梁、柱类似,增大混凝土强度对提高试件的抗冲击性能影响不明显,而增大钢材屈服强度可以使试件的抗冲击性能明显改善;随着冲击质量增加,试件的冲击力峰值变化不大,挠度变大,冲击持续时间变长,冲击质量与跨中挠度成线性关系.

关键词：钢管混凝土拱两端固定冲击载荷抗冲击性能

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钢管混凝土拱稳定分析的有限元法

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应用力学学报 2000年第3期17卷 68-73页

作者：王小岗青海大学建工系西宁810016

在 2 0结点三维块体等参元及 1 6结点相对位移板壳元 [1 ] 的基础上、引入梁的基本假定 ,采用等效数值积分法 ,构造出 1 2 - 2 0结点三维退化平面和柱面层合曲梁单元 ,同时给出用于梁或拱线弹性稳定性分析的有限元列式 ,最后 ,以绍兴轻... 详细信息

在 2 0结点三维块体等参元及 1 6结点相对位移板壳元 [1 ] 的基础上、引入梁的基本假定 ,采用等效数值积分法 ,构造出 1 2 - 2 0结点三维退化平面和柱面层合曲梁单元 ,同时给出用于梁或拱线弹性稳定性分析的有限元列式 ,最后 ,以绍兴轻纺大桥为工程背景 ,计算出轻纺大桥钢管混凝土拱面内屈曲及面外侧倾屈曲的临界荷载。

关键词：三维退化层合曲梁单元有限单元法钢管混凝土拱线弹性稳定分析

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基于有限元可靠度反分析的钢管混凝土拱稳定设计方法

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建筑结构学报 2013年第2期34卷 119-124,130页

作者：蒋伟吕大刚哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

提出了一种基于有限元可靠度反分析求解钢管混凝土拱稳定安全系数的方法,并通过自编程序和通用有限元分析软件ABAQUS相结合将其实现。上述方法将拱的稳定安全系数引入稳定设计的极限状态方程,进而在给定目标可靠指标的前提下基于可靠度... 详细信息

提出了一种基于有限元可靠度反分析求解钢管混凝土拱稳定安全系数的方法,并通过自编程序和通用有限元分析软件ABAQUS相结合将其实现。上述方法将拱的稳定安全系数引入稳定设计的极限状态方程,进而在给定目标可靠指标的前提下基于可靠度反分析求解该系数。对于已有的钢管混凝土拱模型试验,分别基于上述方法求解面内稳定和面外稳定对应的安全系数。计算结果表明,该方法具有较高的效率和较好的适用性;计算得到的拱面内稳定安全系数受加载方式的影响很小;采用弹性理论计算得到的拱面外稳定安全系数约为非线性理论计算结果的2倍;抗力不确定性和荷载不确定性对钢管混凝土拱稳定安全系数的影响均较大,且不考虑抗力和荷载不确定性影响的稳定安全系数偏于不安全。

关键词：钢管混凝土拱稳定设计可靠度反分析有限元可靠度分析方法安全系数

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考虑吊杆非保向力效应的钢管混凝土拱空间受力性能试验研究

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建筑结构学报 2017年第S1期38卷 451-456页

作者：韦建刚平建春陈礼榕吴庆雄陈宝春福州大学土木工程学院福建福州350116 福建省交通规划设计院福建福州350004

开展了考虑吊杆非保向力效应的哑铃形截面钢管混凝土单肋拱空间受力性能全过程试验,结果表明:横向加载初期,横向荷载-位移曲线就呈非线性特征,这一非线性特征是由几何非线性引起的;随着横向荷载的增大,面外初始缺陷对拱肋空间受力性能... 详细信息

开展了考虑吊杆非保向力效应的哑铃形截面钢管混凝土单肋拱空间受力性能全过程试验,结果表明:横向加载初期,横向荷载-位移曲线就呈非线性特征,这一非线性特征是由几何非线性引起的;随着横向荷载的增大,面外初始缺陷对拱肋空间受力性能的影响程度逐渐降低。采用经试验结果验证的双重非线性有限元模型,进一步开展了哑铃形截面钢管混凝土单肋拱吊杆非保向力效应的初步分析,结果表明吊杆非保向力效应的存在,可显著提高拱结构空间受力性能,且随着吊杆力的增大,其提升效果愈加明显。

关键词：钢管混凝土拱哑铃形截面吊杆非保向力效应静载试验空间受力性能

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钢管混凝土拱面内受力高效非线性有限元分析

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公路交通科技 2014年第3期31卷 78-83,95页

作者：邓继华邵旭东谭平广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 长沙理工大学土木与建筑工程学院湖南长沙410076 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

针对已有钢管混凝土拱非线性有限元模型精度和效率不高的问题,基于动坐标迭代法及全量平衡建立了高效钢管混凝土拱平面非线性有限元模型。首先,在局部坐标系下根据应变与单元去掉刚体平动和转动后的纯变形呈线性关系的特点导出截面切线... 详细信息

针对已有钢管混凝土拱非线性有限元模型精度和效率不高的问题,基于动坐标迭代法及全量平衡建立了高效钢管混凝土拱平面非线性有限元模型。首先,在局部坐标系下根据应变与单元去掉刚体平动和转动后的纯变形呈线性关系的特点导出截面切线刚度矩阵,利用虚功原理得到单元切线刚度矩阵;再通过动坐标迭代法来考虑几何非线性及基于全量平衡来计算不平衡力,最终建立了钢管混凝土拱考虑几何与材料双重非线性的平面有限元模型。基于该非线性单元模型研制了相应的程序,对只考虑几何非线性的算例及考虑几何与材料双非线性的算例进行了分析,与其他文献对比分析表明:该文算法能够显著减少计算量并提高计算精度。研究结果可为实际钢管混凝土拱桥几何及材料非线性分析提供新方法。

关键词：桥梁工程钢管混凝土拱高效非线性分析有限元法面内承载力动坐标迭代法

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