泰和水厂臭氧接触池出水管采用双面不锈钢冶金复合钢管,其由双面不锈钢冶金复合板卷焊而成,可充分发挥碳钢基层的力学性能及不锈钢覆层的防锈(腐)性能.对不锈钢冶金复合钢管在给水领域中应用的工程应用、标准规范现状及泰和水厂应用情况进行介绍,并采用有限元数值计算模型对碳钢钢管和双面不锈钢冶金复合钢管的应力和变形进行计算和对比.结果发现本工程所采用双面不锈钢冶金复合钢管和原设计碳钢钢管,在相同的工作条件下管道应力、变形均比较接近,均可满足规范要求.最后对不锈钢冶金复合钢管在给水领域中的应用前景进行了展望.
对9根不同参数的带肋铝合金管混凝土轴压短柱进行了有限元模拟,研究分析了组合柱的破坏形态、轴压荷载-位移关系、峰值荷载、延性系数以及应力云图.结果表明:所有试件的破坏形态均为鼓曲型破坏;组合柱表现出良好的组合效应,具有较好的承载能力和延性,核心混凝土强度的提升会使试件延性有所下降,承载力有所上升;铝管内部加设纵肋后,铝管对核心混凝土有更好的约束效果,组合柱的极限承载力和延性均有明显提升.将有限元模拟与理论计算结果进行比较分析,发现基于统一理论的韩林海计算公式和钟善桐计算公式得出的结果与有限元模拟结果较为接近,在此基础上给出了带肋铝合金管混凝土轴压短柱的建议计算公式.
本文通过对给、排水管网中常用的混凝土管材在工程应用中常见的腐蚀、渗漏等性能缺陷以及管材自重过大的问题进行了分析,提出了在混凝土给、排水管材中采用超高性能混凝土(UHPC)技术的可能性并列举了相关试验和示例效果,得出了在混凝土管材产品中应用UHPC技术可以解决现有混凝土管材相关性能短板的结论.
为克服传统直线先张法预应力钢筋混凝土梁跨越能力差的问题,建立折线先张法Bulb-T梁非线性有限元模型,研究主梁材料、桥面板厚度、桥面板材料及受拉压区纵筋直径对抗弯性能的影响.结果表明:基于ABAQUS可精确地模拟折线先张法Bulb-T梁在四点弯曲试验下的破坏形式及受力性能;Bulb-T梁抗弯性能对主梁材料变化较敏感,采用UHPC作为主梁材料可大大提升主梁抗弯承载力和损伤容限;提升桥面板材料性能对改善Bulb-T梁抗弯性能影响较小;Bulb-T梁由于上翼缘厚度不足易出现受压破坏,导致主梁受弯不充分,增设桥面板、提高桥面板厚度、适当增大受拉压区纵筋直径可明显改善整体抗弯性能.
本文介绍了在上软下硬的复合地层中,顶管施工导致高速公路路面沉陷的实际工程案例.基于现场沉降实测数据与地质钻探成果,对路面沉陷事故发生原因与过程进行了分析.结果表明,顶管施工时由于上部土层内存在一定范围的土体空洞,机头泥浆流失后填充空洞并在机头上方形成土体软弱区.机头通过软弱区时,在局部超挖、机头纠偏、触变泥浆等因素的共同作用下,土体软弱区不断扩大并最终引发路面沉陷事故.路面沉陷体积与泥浆流失量基本一致.结合有限元数值模拟可知,软弱区内土体位移是地表沉陷值的1.6倍,软弱层厚度是地表沉陷量的20倍.根据上述事故原因分析,提出了应急处理措施及旋喷注浆加固+微型桩的组合修复措施,取得了较好的修复效果.
在综合管廊建设时,不可避免会穿越水平非均匀土体,导致其对管廊的抗震带来不利影响.本文通过振动台试验并基于改进离散元程序,对管廊上覆土体表面的竖向位移和土压力进行深入探究,由表象(宏观土体表面竖向位移)到内里(管廊所受到的土体作用力),以探究管廊的破坏机理.首先基于能量的微分正交法和Newmark-β法,改进离散元来实现综合管廊数值模型的构建,而后将此方法应用于动力计算以提取竖向位移和土压力增量,最后探究了土体表面竖向位移-土压力响应结果之间的内在关系.研究发现砂土发生了剪沉现象,此砂土补充了管廊下部的空隙;侧壁土压力增量分布近似呈中间大两端小的极值形;柔度比越大的结构,受到的土压力越大,其变形一般也较大;砂土区侧壁土压力增量存在极小值,而黏土区相反.本文结论可为管廊的抗震设计提供依据.
拉索钢拱桥的主受力结构是钢拱及钢梁,吊耳是连接钢拱和钢梁的重要传力构件.由于吊耳尺寸及构造受到安装工艺、操作空间、材料质量等限制,其受力较为复杂,吊耳局部应力分析一直是拉索钢拱桥设计计算的关键.本文以某特大跨拉索钢拱桥为工程实例,建立有限元数值模型对吊耳及其拱肋隔板的受力进行计算,分析吊耳在作用基本组合最大拉索力作用下的受力情况,建模时应用单位力荷载刚度法,考虑了拱肋其他部分对计算模型的刚度影响.相关经验可为以后相关类型的工程提供参考.
混凝土框架结构对温度的变化较为敏感,易产生较大的内力与变形.基于南方美谷项目高层工业厂房,建立了混凝土框架结构的有限元模型.考虑季节温差、混凝土收缩当量温差及徐变与应力松弛的影响,采用综合温差设计方法,对其在降温作用下的结构变形与楼板温度应力进行研究.在此基础上,进行参数分析,探讨不同综合设计温差及首层层高对楼板温度应力的影响.结果表明:综合设计温差作用下,结构边缘的侧向变形及顶层的竖向变形均最大,且二层楼板的温度应力较大;随着综合设计温差和首层层高的增大,二层楼板的最大拉应力分别呈现增长和减小的趋势;设置后浇带及延长其闭合时间,均可有效降低温度作用的不利影响.
针对位于9度高烈度地震区的某山区铁路陡坡工点,采用三维有限元分析软件,对椅式复合抗滑支挡结构的结构位移及内力动力响应进行分析,数值计算结果表明,复合抗滑支挡结构峰值位移较小,最大值为161.44mm,结构抗震性能好;左侧椅式桩板墙主桩、副桩桩身弯矩均呈Ω型,剪力呈S型,横梁弯矩和剪力均呈正弦分布,结构弯矩峰值位于副桩桩身中部附近,剪力峰值位于副桩与横梁连接处,需加强副桩中部抗弯能力设计,同时提高副桩与横梁节点处的抗剪能力;右侧锚索桩桩身弯矩呈Ω型分布,剪力呈S型,弯矩峰值位于锚索桩身中部,正负剪力峰值基本相当,锚索桩弯矩峰值偏大,因此需在桩身增设1～2排锚索以减少桩身弯矩.
水池结构一般有手册查表计算法和有限元法两种计算方式,本文针对带盖矩形水池池壁竖向弯矩的计算,通过两种计算方法进行对比,分析了手册查表计算法和有限元计算结果之间的区别及原因,提出了手册查表计算法在工程设计中的注意事项及应对措施,供同行参考.
基于某火电厂较好的岩土工程条件,提出塔式锅炉采用天然地基的箱形基础设计方案,以解决差异沉降、项目建设工期等矛盾.采用有限元法对塔式锅炉箱形基础地基承载力、沉降变形及构件受力进行计算分析,并与倒楼盖算法、专用结构程序BOX算法进行对比,验证了有限元法的合理及可靠性,为相似工程提供参考.
地埋式污水处理厂埋置深度较深,抗浮及基坑支护是设计过程中重要的环节.本文结合泸州市某临江地埋式污水处理厂工程地质水文条件,以理论与有限元分析相结合,分析在较高地下水影响下地埋式箱体的受力和地基特点,验证了以锚杆及旋挖灌注桩相结合的桩筏基础方案的适用性,同时对基坑降水隔水、基坑支护、箱体抗浮进行了分析,并对抗浮设计、基坑支护等提出了建议,可供类似工程参考借鉴.
为明确拱形明洞在落石冲击下的受力特征和动力响应,以某一全长100m铁路双线路堑式拱形明洞结构为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA动力有限元仿真软件,建立拱形明洞非线性有限元模型,研究明洞结构不同部位在落石冲击下的力学响应;通过改变落石质量及下落高度,分析不同工况冲击荷载下结构的应力、应变、位移、加速度等变化规律.结果表明:由三种计算工况下的响应值可得结构可以承受各计算工况下的落石冲击;在回填土厚度设计不足的情况下,拱形明洞结构易出现变形,但不会受到严重破坏;拱顶、拱肩及拱腰内侧为结构相对受力不利部位;回填土侵彻深度、最大剪应力、应变以及各测点位移随落石质量和下落高度的增大而增大,但加速度响应无明显变化规律.
为了控制山岭隧道施工过程中喷射混凝土超耗问题,本文以实际工程中喷射混凝土超耗现象突出为背景,利用调研和现场试验相结合的方式,开展了超挖引起的超耗和喷射混凝土回弹引起的超耗两方面的研究,得出控制好隧道开挖过程中钻杆角度、装药结构可有效改善超挖现象和优化混凝土配合比、喷射工艺参数及喷射方案可有效控制回弹的结论.另外,通过试验得到隧道喷射混凝土施工中速凝剂掺量和喷射距离的最优解,并应用在黄台隧道.结果表明,通过优化相关影响因素,隧道喷混回弹率可从25.9％下降到17.5％,效果明显.
以海南G98环岛高速崖州段特长明挖隧道工程为背景,基于规划的周边环境对废气排放要求的限制,提出了结构顶板设置低风井分散排放废气的方案,通过模型分析评估得出该方案可有效减少洞口集中排放造成的环境污染.顶板设置风井后结构整体受力发生变化,建立空间模型进行分析,对比相同覆土条件下的平面框架计算结果,结构构件尺寸及配筋未显著提高,表明该方案经济性及功能性较好.随着城市建设规模的快速推进,未来地面道路下沉式改造将逐渐增多,该方案可为类似工程提供一定参考.
为研究滑移效应影响下钢箱-混凝土组合梁桥受力行为及滑移分布规律,利用ABAQUS有限元软件建立以枣木高速段某60m钢箱-混凝土组合梁桥为背景的数值模型,对其弹性阶段进行计算分析.由计算结果可知:随着荷载持续增加,桥梁的纵桥向滑移量、挠度及应变均逐渐增大;滑移量在跨中位置几乎为0,向两端逐渐增大,偏心加载会使所偏方向外侧翼缘的滑移量比内侧翼缘更大;随栓钉间距减小,相同荷载下桥梁的挠度及应变减小,偏心加载比中心加载对桥梁力学性能产生的影响更大.
为研究贮料-钢板筒仓结构体系在自重和地震作用下的贮料侧压力分布规律,采用亚塑性本构模型模拟仓内小麦贮料,利用ABAQUS软件建立考虑散-固耦合效应的有限元数值模型进行侧压力的仿真分析,并将计算结果同中国及欧洲规范进行对比.结果表明,亚塑性本构模型可以准确描述仓内小麦贮料的力学行为,计算的浅仓和深仓模型静侧压力分布均与中国规范吻合较好;浅仓模型的相对动侧压力沿筒仓高度变化较为均匀,而深仓模型在大震作用下仓顶附近的相对动侧压力分布具有显著的放大效应;欧洲规范建议的浅仓动压力分布具有一定的保守性,而深仓动压力计算中有关加速度响应沿结构高度变化恒定的假设并不合理.
本文在案例调研的基础上,筛选出可用于北京地区无柱车站的变截面板、井字梁、混凝土刚接桁架、预应力、劲性混凝土、拱形板等6种体系.针对6种体系无柱车站进行内力分析,结合各体系典型特点给出合理指标参数,并从受力和经济对比角度对各体系进行排序.此外针对中板方案进行了专门研究,为相关工程提供一定技术支持.
基于机器学习和各类数学模型的建筑健康辨识已经应用越来越广泛,其可以自动处理检测成像数据以进行裂缝检测、定位、量化和安全评估.为了更好地推动国内建筑损伤识别与判定的发展,本文从方法和原理两方面全面概述了各种条件下最先进的基于计算机技术的自动建筑损伤识别技术,完整成体系地介绍了当前建筑损伤的识别与判定的方法,阐述了国内对建筑损伤成因的研究进展,有助于厘清各类建筑损伤识别技术的区别与优劣势.
