箱型结构的解析分析
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土木工程师-专业知识(道路工程)-桥梁工程-桥梁的构造与设计[单选题]1.四边支承的板,按双向板计算时,长边长度与短边长度之比小于()。
[2019年真题]A.3.0B.2.(江南博哥)5C.2.0D.1.5正确答案:C参考解析:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)第4.2.1条规定,四边支承的板,当长边长度与短边长度之比等于或大于2.0时,可按短边计算跨径的单向板计算;否则,应按双向板计算。
[单选题]2.Ⅰ类环境条件下,梁、板的普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度是()。
[2019年真题]A.35mmB.30mmC.20mmD.15mm正确答案:C参考解析:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)第9.1.1条第3款规定,普通钢筋和预应力钢筋的混凝土保护层最小厚度应符合表9-1-1(见题2解表)的规定。
由表可知,该厚度为20mm。
题2解表混凝土保护层最小厚度[单选题]3.公路桥梁预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于()。
[2019年真题]A.C50B.C40C.C35D.C30正确答案:B参考解析:根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)(2015年版)第4.1.2条规定,混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。
预应力混凝土的混凝土强度等级构件不应低于C40,且不应低于C30。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。
[单选题]4.桥梁在垂直荷载作用下,支撑处仅产生竖向反力。
下列哪个选项是主要承重构件?()A.桥面板B.桥墩C.主梁D.桥面铺装正确答案:C参考解析:梁桥的承重结构是主梁,是以主梁的抗弯能力来承受荷载的,其基本受力特征为弯曲,在垂直荷载作用下,支承处仅产生竖向反力。
关于电力变压器油箱强度分析与仿真研究摘要:电力变压器油箱在承受一定的真空度以及正压机械强度时,其油箱在正常情况下是不会出现损伤和永久变形的。
但是根据不同等级电压的变压器,由于其油箱内部绝缘条件的真空度的要求不同,其承受的真空和正压的强度也会发生变化,因此本篇文章主要采用仿真对比的方式对电力变压器油箱在真空或正压工作的情况下,采用等效解析算法对导致油箱变形的因素进行了分析,仅供参考。
关键词:电力变压器油箱;强度;仿真研究;解析算法引言:一般情况下,电力变压器油箱在真空或正压工作的情况下,出现变形或应力的概率会相对较大,其在施压过程中出现局部弹性变形或是在泄压后出现局部永久变形为主要的变形问题;其中局部焊缝处开裂和钢板出现裂缝为主要的应力问题。
1.油箱强度的分析在进行油箱结构的选择时,考虑到力学和散热原理,需要采用平板和加强筋进行结合的方式,能够对其可靠性有着较好的保证,同时加强筋能够根据油箱的具体要求设计出多种结构,以下主要对其中的立板加强结构形式做主要的分析。
其中油箱单侧示意图如下:图1 立板加强筋油箱示意图1.1等效梁解析算法在进行局部的分析计算的时候,将加强筋所处的位置作为等效位置,采取均布载荷下梁受力的计算方式,其中几何非线性的情况不计入考虑范畴之内,变形最大值以及弯度应力最大值的计算公式应如下所示:∱max =5∙q∙B1∙H4/384∙E∙I (1) ;σmax=q∙B1∙H2/8∙∙W (2);[1]1.2等厚矩形板解析算法如上图所示,其虚线的位置对梁位置的影响作用相对较小,其应力与变形的计算方式可采用等效梁的计算方式,但是在仿真和实际测算过程中,发现箱壁加强板之间会出现区域变形的情况,因此在计算过程中,需要对宽度的应力(即宽度在受到外界作用时,其箱体表面产生的与其对抗的反作用力)与变形情况进行一定的考虑,再将平板与加强板之间的刚度关系进行结合,其计算公式应如下所示:σmax =α∙(B2/t)2∙q (1);∱max=β∙(B2/t)4∙q/E∙t (2)[2]1.3有限元仿真计算图2 油箱变形云图图3 油箱应力云图电力变压器油箱的箱壁壁体相对较薄,在求解过程中使用壳单元进行运算,同时根据工程仿真技术与实际测量的数据,可以得出该模型的相对大小和结构形状,将其网格大小控制在30——50mm,其载荷为60kPa,从而计算可得出整个油箱的变形最大值为8.6mm,变形位置为其箱体上部的连接位置,但是并未超过材料的最大承受范围。
框架结构设计难点解析钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成,是一种抗震、抗风较好的结构体系,这种体系的侧向刚度小,平面布置灵活,易于满足建筑物设置大房间的要求,在工业与民用建筑中被广泛应用.但常因设计不当而造成施工环节质量难以保证,给工程安全留下隐患,现从以下几个方面阐述框架结构设计时应注意的问题.1框架计算简图的确定1.1无地下室的多层框架房屋1)基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接,计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度.根据《混凝土结构设计规范》GB50010-200(以下简称《结构规范》)第7.3.11条规定:一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构,底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H:装配式框架取1.25H.2)基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性,减小位移有时在0.000m附近设置基础连系梁.将基础连系梁以下的部分看作底层,柱的H值取基础顶面至连系梁顶面的高度,而把实际建筑的底层作为第二层考虑,层高H取连系梁顶层至一层楼面高度.1.2带地下室的多层框架房屋对于带地下室的多层框架结构,合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题.《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(以下简称《抗震规范》),都没有明确地提出具体位置,需要具体问题具体分析对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时,可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置,在利用PKPM软件进行设计时,楼层总数仅输入地下室以上的实际层数,底层的层高H取实际层高.这样计算出的地震作用与实际情况较为接近.对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时,嵌固位置最好取在基础顶面.此时,利用电算进行楼层组合时,总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数.2基础宽度和面积的计算在计算基础宽度或面积时,往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详,导致基础宽度或面积不足.如墙体上作用有较大集中力的情况,当墙体上有较大的集中力作用时,通过墙体和基础可将集中力向地基扩散,但这种扩散是有一定范围的,且基底土反力并不均匀分布.若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度,则导致局部基础宽度不足.因此,必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求.通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题.目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的,对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配.框架结构经空间分析程序电算,所有按主梁输入模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题.一些三维空间分析软件,虽已调整梁的抗扭刚度,但计算出来框架边梁扭矩筋仍很大,因程序不计楼板对梁的约束作用(即实际扭矩设计算值那么大),实际受力与计算模型不符.可把次梁支座改为铰支座,并配以构造处理.框架梁的抗剪配筋施工图绘制时,往往为省事,而不查阅构件配筋打印资料,仅以配筋简图进行设计,并通常对简图上梁端加密区箍筋放大一倍间距置于跨中,此法如遇该梁上次梁集中力较大,剪力包络图趋于平缓,就会产生加密区外箍筋抗剪不足,导致结构不安全.3钢筋混凝土保护层厚度的取值混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的粘结锚固性能,直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能,但由于设计人员的不重视,常会出现以下问题:1)梁或柱中,只注意到主筋的保护层厚度,而忽略了箍筋的保护层厚度,造成箍筋外露或保护层厚度不足;2)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确,造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失,直接影响到构件的安全性;3)地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同,根据规范要求,应采取不同的保护层厚度.因此,设计时应注意:1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计.首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a+d(1a为箍筋保护层最小厚度,d1为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置.2)正确区分同一构件所处的环境条件,区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度.地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求.4框架结构抗震构造措施4.1梁的抗震构造1)梁截面尺寸:为了防止梁发生斜裂缝破坏、斜压型脆性破坏,框架梁截面尺寸必须满足如下要求:梁的截面宽度与高度之比为b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱宽;同时应满足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪应力为V/bh0≤0.20fc.其中,b、h、h0分别为梁截面宽度、高度、有效高度;V为梁端组合剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值.2)梁的配筋率:为了保证梁的变形能力,使框架结构具有较好的抗震性能,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求:一级框架x≤0.25h0;二级框架x≤0.35h0,同时,纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%.3)梁的箍筋:为了保证梁有足够的延性,提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值,并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏,在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋,对提高梁的变形能力十分有效.同时,为了防止压筋过早压曲,应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距.4)梁内纵筋锚固:在反复恒载作用下,在纵向钢筋埋入梁柱节点的相当长度范围内,混凝土与钢筋之间的粘结力将发生严重破坏,因此应注意在地震作用下框架梁中纵向钢筋的锚固长度,一般应比《结构规范》中所规定的受拉钢筋基本锚固长度大.4.2柱的抗震构造措施1)柱截面尺寸:柱的平均剪应力太大,会使柱产生脆性的剪切破坏.平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏,为了使柱有足够的延性,柱截面尺寸应符合以下要求:柱截面的长边应小于柱净高的1/4,且柱截面的宽度不宜小于300mm;当剪压比保持较低时,可获得较好的延性,为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm.2)柱纵向钢筋的配置:柱中纵向钢筋宜对称配筋:为了保证柱有足够的延性,柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》要求;纵向钢筋的接头,一级框架应采用焊接接头;二级宜采用焊接接头,而底层柱根应焊接;三级可采用搭接,而底层柱根宜焊接;直径大于32mm的钢筋必须采用焊接.在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋,防止纵向钢筋的压曲,增加粘结强度.3)柱的箍筋:在地震力的反复作用下,柱端钢筋保护层往往首先碎落,这时,如无足够的箍筋约束,纵筋就会向外膨曲,柱端破坏.箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用,提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变,从而有效增加柱的延性.因此设计人员应遵照《抗震规范》对框架柱的箍筋构造要求.5结论总之,以上提出的都是些框架结构设计中出现的易疏忽的问题.一旦处理不好或计算过程中未加考虑便会导致结构不合理,甚至结构不安全.设计人员在精于结构电算分析的同时,更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题,使施工图的设计更完善,保证结构的安全.。
箱式结构测试这道测试题作为自我分析是个十分好用的工具.箱式结构测试已经是几乎所有大企业都会用来测试的工具的了。
作为笔试出现的题目,往往是面试的前奏.总体来说,这个测试可以用来淘汰人,但是还不能比较人的优劣,只能给面试起到一个参考的作用。
建议:1、把第二页打印出来进行.2、在最后一分钟应有提醒题目:请在每个方向上重复延伸下图,尽量保持它的基本单元结构,时间12分钟,请不要用橡皮、尺、或其它辅助工具。
(图形见第二页)解析:一、逻辑思维能力首先,这个图形表现的主体单元格是个朝“下”“凸”形,能找到下“凸”单元格子的人,逻辑思维能力基本还不错。
二、爱想还是爱做这个主要看画图的人所画的图形是多还是少。
1、画得少的人—-想明白才做2、画得多的人——没想明白就开始做了(行动力较好)3、刚开始想太多——行动力较差4、做完后,不愿意再做下去——能想不能做5、还没想就开始做,而且画得很多——执行力较好可以在面试的时候顺带问下对方,考虑了多久才开始画,什么时候画完之类的。
以此判断对方的性格和习惯三、从画图的习惯看对方的特性:是求稳还是富有想象力,思维比较跳跃1、往下画—-求稳2、往上画——比较有想象力,思维活跃四、宏观还是微观(在最后一分钟向应聘者作快要结束的提醒,并观察其画图的方向和形状)在最后一分钟做出提醒,目的是告诉对方时间还有一分钟,要结束了,看对方是否会检查。
)1、如果图是完整的,且各个方向都有的--比较宏观,善于掌握全局。
2、如果图形是比较偏或者只往一个方向延伸—-这类人做事喜欢总是在一个方向考虑问题,走不出条条框框,没有清晰的框架,考虑问题不全面。
五、考察监控能力观察对方画图的手法1、防错型:打虚线,不轻易下手--这类人监控能力较好2、纠错型:在中间做标记,在不确定的地方做标记或是有涂改——这类人是边纠错边控制。
六、考察条理性1、图形整齐,不凌乱——做事有条理2、图形有涂改,凌乱——条理性较差七、创新性看图形是否遵循单元结构1、刚开始尚能画对,但是到了后面就乱了,自成体系——这类人有自己的想法,但是会遵从组织规则,但是后期会自称体系。
等强度箱形截面悬臂梁近似解析法摘要:常见的悬臂梁为等截面构件,荷载作用下,其弯曲应力和构件挠度计算比较简单,但等截面悬臂梁没有充分发挥材料的力学性能,若将构件做成变截面,可实现等强度,达到结构优化设计的目的。
基于悬臂梁各截面弯曲强度应力相等原则,推导矩形截面、箱形截面高度随构件长度的变化函数,得到非线性方程,但很难得到解析解,通过在悬臂梁上选取关键控制点,求解关键点处函数值,将各关键点通过拟合得到高度变化函数。
分别计算悬臂梁的弯曲变形和剪切变形,弯曲变形根据各截面弯曲曲率相等的特性,由曲率与变形的几何关系得到,而剪切变形由图乘法通过积分运算得到。
关键词:非线性方程;拟合;曲率;剪切变形1 概述悬臂梁结构是工程上一种较为常用的结构。
悬臂梁结构在实际使用过程中[1],一般承受弯矩较为常见,而弯矩沿构件轴向呈二次抛物线式分布,如采用等截面梁是很不经济的。
可采用变截面梁,使各截面上的弯曲应力相等,即等强度梁。
梁的等强度设计是一种体积最小且满足强度条件的最优化设计,在实际应用上具有重要的意义[2]。
2 等强度悬臂梁近似解析法从简单的矩形截面入手,分析等强度条件下截面高度函数。
基于构件制作因素,将悬臂构件做成等宽,高度沿构件长度变化的变截面梁,很有现实意义。
2.1 矩形变截面悬臂梁某矩形变截面悬臂梁示意见图1。
任意截面的弯矩为,截面宽度为b,高度为h(x),两端截面高度分别为0,h;两端截面惯性矩分别为。
则x,任意截面的惯性矩为,截面模量为,强度应力为,故矩形截面可实现变截面等强度悬臂梁设计。
图1 矩形变截面悬臂梁示意2.2 箱形变截面悬臂梁等强分析任意截面的弯矩为,截面宽度为b,高度为h(x),厚度为t,悬臂梁根部截面高度为h;截面惯性矩为,因工程中常用截面是H形截面,因此当截面为H形时,其惯性矩表达式只需将b-2t 改成b-tw即可,推导过程类似箱形截面。
则截面模量和端部截面强度应力分别为:(1a)(1b)任意截面模量为W(x),强度应力为:(2)则:(3a)任意截面的截面模量又为:(3b)则:(3c)即:(3d)1)当t较小时,可考虑h-2t≈h,h(x)-2t≈h(x),则式(3d)简化为:(4)即:(5)2)若按精确计算,假设某悬臂梁的b=h=500 mm,t=14 mm,则式(3d)简化为:。
箱梁的剪力滞效应分析文章类型:论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。
这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。
本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法,并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。
一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式,具有结构强度高、刚度大等特点,被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。
箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的,但在某些情况下,剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象,即所谓的剪力滞效应。
剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响,降低桥梁的承载能力和使用性能。
当剪力滞效应较严重时,可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象,影响行车安全和桥梁寿命。
因此,对箱梁剪力滞效应进行分析和研究,采取有效的应对措施,具有重要意义。
二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法,通过将结构离散成多个小的单元,利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。
对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用有限元法进行数值模拟,通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素,模拟剪力滞效应的产生和变化规律。
2、解析法解析法是通过理论建模和推导,得出结构的力学响应的解析解。
对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用解析法建立简化的力学模型,从而得到剪力滞效应的近似解。
解析法具有计算速度快、成本低等优点,但精度较有限元法低。
三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计,可以降低剪力滞效应的影响。
例如,可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板,增加结构的整体性和抗扭刚度;同时,可以通过选用高强度材料,提高结构的强度和稳定性。
2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力,降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。
同时,合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。
3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等,可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性,降低剪力滞效应的影响。