等效荷载

摘要： 针对钻孔爆破数值模拟过程中爆破荷载的计算与施加问题,对单排同时起爆炮孔的等效均布荷载计算方法进行了研究。通过理论分析和文献对比,发现许红涛提出的等效均布荷载计算方法存在理论错误。为此,通过对圆孔壁上的径向均布压力的分解与合成,推导了2个相邻炮孔远区介质中垂直于炮孔连线方向的均布应力的计算公式。通过建立脉冲荷载分别作用于含炮孔和无炮孔的长柱有限元模型,对计算模型与许红涛计算模型进行了对比。对比结果表明:当在含炮孔模型的每个炮孔壁上施加峰值为4280 MPa的均布脉冲载荷时,模拟得到炮孔远区指定单元中径向荷载峰值约为120 MPa;当在无炮孔模型平整端面上施加等效均布荷载时,采用计算方法施加的等效均布荷载峰值为111 MPa,模拟得到指定单元中径向荷载峰值约为110 MPa;采用许洪涛计算方法施加的均布载荷峰值为729 MPa,指定单元中径向荷载峰值约为725 MPa。用许红涛模型模拟得到的测点应力峰值是正确解的6倍左右,而用本文模型得到值略低于正确解10%左右。因此,本文提出的炮孔等效均布荷载模型具有更高的计算精度,可用于炮孔远区复杂爆破荷载的近似计算。

摘要： 为满足汽车运输以及货物周转的需要,如今绝大部分住宅及商业单体均设计汽车通道和消防车道等。对于各类大小型汽车,楼板荷载的验算与选择,是结构设计者首要考虑的问题,而且荷载的计算过程复杂、烦琐,同时汽车轮压产生的荷载较大以及位置的不确定性,给荷载的验算带来了一定的难度。从手工计算及有限单元计算软件两个方向进行分析、总结,以供读者参考。

摘要： 随着地铁建设和城市开发的不断推进,影响地铁结构安全的因素不断增加。影响因素的复杂化使地铁管理部门对各方面的控制越加严格。地铁上方道路建设应采取适当方法减轻或消除道路建设对地铁结构安全的影响。泡沫混凝土作为一种轻质材料层,被广泛应用于轨道交通结构上方的填筑路基。但是泡沫混凝土工后吸水率大,在复杂情况下已无法作为轨道交通结构上方填筑材料。为解决相关问题,本项目利用EPS轻质材料对地铁上方新建道路进行等效荷载路基换填处理,通过总结设计经验希望为其他相关项目的方案选择和设计提供参考。

摘要： 立体公交停车楼的结构设计明显区别于一般的民用建筑、市政建筑。公交车等效活荷载的取值没有相应的规范规程及技术标准,需要在有限空间内有效解决汽车行驶坡道且尽量减少对结构的不利影响并对结构构件进行防撞设计。本文结合马官营公交中心站改造工程,按照规范规定的楼面等效均布荷载的确定方法,计算了公交车等效均布荷载,对防撞墙进行了防撞设计。同时对主体结构内起坡处理、露天环境下的超长结构等关键技术问题提出了有效的处理措施。为今后类似工程设计工作提供了良好借鉴。

摘要： 依托深圳地铁12号线洲石路过街隧道工程,通过数值模拟,模拟浅埋双层隧道爆破开挖过程,研究与爆破面不同距离处的混凝土支护结构的质点峰值振速变化规律,得出在不同爆破参数下,混凝土支护施作面与爆破掌子面的安全距离。研究结果表明:掌子面爆破后,混凝土初期支护的振速在短时间内达到峰值,随后开始衰减。上断面爆破进尺分别为1m和1.5m时,初期支护与爆破面的安全距离分别为7.5m和9m。下断面爆破进尺分别为1.5m和3m时,初期支护与爆破面的安全距离分别为2.2m和5.2m。以此作为爆破安全指标,对实际工程中爆破安全性进行评价。

摘要： 针对滑坡、塌陷、采空区等不良地质现象导致隧道产生的较大变形,基于无限长弹性地基梁模型,结合隧道实测纵向变形曲线,通过引入等效准则和等效荷载概念,提出1种计算隧道变形后力学状态的弹性反演分析方法。作为1种简化计算方法,该方法基于峰值位移、平均弯曲转角可反推得到等效集中荷载作用下,竖向和水平2个方向的隧道弯曲、剪切、扭转内力和平均等效荷载,并确定等效集中荷载的作用方向。依托某穿过2座煤矿采空区的病害隧道工程进行反演分析,验证提出方法的合理性和可行性。结果表明:对比依托工程实测的拱段与按无限长梁模型计算理论上的拱段,在远离洞口侧时二者的长度值较为接近,最小误差为1.21 m,误差率为3%;采用仿真模拟,将得到的反演平均等效荷载施加于隧道衬砌横截面,此时衬砌混凝土开裂区的裂缝分布与病害隧道的实际开裂情况高度一致。弹性反演分析方法具有一定的合理性,按最大位移和平均弯曲转角相结合的计算方式能保证反演结果偏于保守。

摘要： 对于无中间支撑的大跨径贝雷拱架,如采用满载堆载法、水箱加载法对拱架进行预压试验,加载与卸载施工时间较长,投入的费用较多.本文结合湖南湘西州保靖甘兰坪大桥主跨110 m箱肋拱采用无中间支撑贝雷拱架现浇施工工艺,对贝雷拱架采用等效荷载法预压试验研究,等效荷载法能够达到满载堆载法、水箱加载法预压检验贝雷拱架整体稳定性和刚度的目的,对于采用贝雷拱架施工主拱圈的拱桥建设,具有很好的实用价值.

摘要： 本文首先介绍了项目的工程概况,对软土地区的桩基结构地坪进行了方案比对,分析了地坪桩、板的受力特点,供今后类似工程设计参考使用.

摘要： 深大基坑常需设置栈桥以便于土方开挖与外运,但目前对于栈桥计算荷载取值比较随意,而且现行《建筑结构荷载规范》仅提供300kN的消防车作用下楼板的等效荷载,与常规基坑土方运输车辆规格相差较大.文章分别分析了在《公路桥涵设计通用规范》中所采用的车辆荷载和华威驰乐牌SGZ3312GE型自卸汽车荷载作用下,考虑土方车最不利布置,使用大型有限元软件Ansys确定其等效均布荷载取值,并提出其它类似车辆等效荷载取值方法,为基坑栈桥设计提供了数据支撑.

摘要： 利用有限元软件,分别采用乳化炸药当量和施加等效荷载曲线两种方式,模拟直径100 mm致裂器中二氧化碳膨胀爆破岩体过程,分析爆破过程中应力分布、应力波传播规律以及岩体损伤情况.结果表明:两种方式下致裂孔周边岩体应力分布情况大致相似;采用施加等效荷载曲线方式时测点有效应力上升和下降整个过程在几十毫秒内完成,而采用乳化炸药当量方式时在几十微秒内即可完成;随着测点距致裂孔距离逐渐增大,其有效应力峰值逐渐减小;采用乳化炸药当量方式时相同测点有效应力峰值远大于采用施加等效荷载曲线方式时,两者最大相差5.88倍;采用乳化炸药当量方式时爆炸能量造成的岩体损伤范围最大直径为2.59 m,采用施加等效荷载曲线方式时最大直径为2.27 m.

摘要： 通过ABAQUS有限元软件对双向板上的消防车等效荷载的分析,得出最不利布置方式、楼板跨度、覆土厚度、长宽比是影响消防车荷载取值的主要因素.双向板跨度越大、覆土越厚、板长宽比越大,等效均布荷载越小.通过对不同方法计算结果的比对,发现单向板和双向板的传力方式不同,利用《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)附录C的计算方法不适用于双向板上等效均布荷载计算.本文的计算结果可作为工程设计的参照.

摘要： 为了解建筑玻璃的承载能力,基于等效荷载的玻璃破坏预测模型GFPM(Glass Failure Predict Model)方法,结合有限元软件编制GFPM计算程序并进行了验证,详细研究了玻璃板尺寸,如玻璃板的厚度、长宽比以及面积对玻璃板承载能力的影响.研究结果表明:(1)玻璃板厚度越大,其破坏概率越小,也即玻璃板的承载能力越强.(2)玻璃板面积越大,其破坏概率越大,说明其承载能力越弱.(3)在相同的破坏概率下,随着玻璃板面积的加大,其破坏荷载也会变小.(4)当荷载较小时,玻璃板长宽比越大,其破坏概率也越小,说明其承载能力越强;当荷载较大时,玻璃板长宽比越大,其破坏概率也越大,表明其承载能力越弱.

摘要： 为了节约用地，越来越多的写字楼、小区建设地下停车场。停车场的使用有其特点，即车辆进出频繁，车辆类型较多。这些车辆荷载大小悬殊，如何选择楼面荷载，是结构设计首先必须考虑的问题。我国荷载规范对此也无明确规定，同时，等效楼面荷载取值与楼面结构布置也有关系。荷载规范在其附录也推荐了楼面等效荷载的计算方法。但其计算方法复杂，适应性不强。随着现代有限元计算技术的发展及大型通用结构软件的普及，上述问题均得到了较好的解决。文章以一个工程实例，说明影响楼面等效荷载大小的因素及计算方法。

摘要： 本文针对机场停车楼主要停靠中型客车和小型汽车的使用特点，将车轮的局部荷载按照结构效应的等效原则，采用有限元法，对三种梁板布置方案进行了分析计算，得出了相应的等效荷载及折减系数，可供同类工程结构设计参考。

摘要： 部分区域厚度减薄后形成的局部槽形预应力混凝土板,满足了板格不同区域建筑功能划分的标高高差需求,实现了板格内无梁,保证了楼层净高.以槽厚比、面积比为基本参数,开展了不同边界条件下竖向荷载和张拉预应力筋引起的预应力等效荷载作用下局部槽形板弹性内力分析,获得了弯矩分布规律;考察了不同参数条件下,局部槽形板的变截面、变刚度引起的弯矩突变,获得了峰值弯矩突变可接受的槽厚比及面积比最优值.为该类板的设计与工程应用提供了支持.

摘要： 对大跨度钢结构抗连续倒塌动力分析中的关键问题进行研究,运用等效荷载瞬时卸载法对结构进行抗连续倒塌的动力分析,并借鉴美国规范对等效荷载提出取值方法建议.分析表明,应用等效荷载瞬时卸载法分析结构抗连续倒塌的精度主要取决于加载的时程曲线.根据动力学知识推导出求解结构关键构件失效前等效荷载最小作用时间的计算式,并与实际工程算例进行比较,其结果吻合较好.同时通过有限元数值分析,提出等效荷载卸载的最长时间为构件失效后模型的第1阶竖向自振周期的1/10.通过实际工程算例介绍抗连续倒塌动力分析的承载力和变形判定准则,分析在关键构件失效瞬间结构的应力比和变形能否满足设计要求.结果表明,应用等效荷载瞬时卸载法模拟大跨度钢结构关键构件失效后的受力和变形情况可行,与静力法相互补充可对大跨度钢结构进行抗连续倒塌分析.

摘要： 结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用.结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好.利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴.

摘要： 预应力混凝土结构在工业民用建筑和交通运输建筑等工程中应用非常广泛。预应力对结构的静力效应，已经有了比较成熟的结论，国内外学者的看法也趋于一致。目前预应力与结构动力性能关系的研究则相对较少，有关这方面的研究正日趋流行。本文尝试将预应力筋的作用分为粘结前与粘结后两阶段作用加以考虑，基于狭义等效荷载概念建立自由振动微分方程，从理论上说明预应力筋粘结前作用对混凝土梁自振频率的影响情况。综合两阶段作用的结果得出有粘结预应力混凝土梁中预应力的存在对梁的振动频率无影响的结论，即有粘结预应力混凝土梁的自振频率完全可以用经典的弯曲梁（欧拉梁）的横向振动方程进行求解。最后利用大型通用CAE软件ANSYS对有粘结预应力梁进行了模态分析，对本文提出的观点进行了验证。

摘要： 本文忽略复杂的岩体爆破破碎过程,将爆炸形成的岩体粉碎区、破碎区视为爆破振动源的一部分,直接将简化的爆炸荷载等效施加在炮孔周边岩体的弹性边界(破碎区外边界)或开挖轮廓面上,从而实现台阶爆破振动全历程数值模拟.针对深孔台阶爆破,采用ILS-DYNA动力有限元计算的结果表明:在爆破中远区,两种等效方法计算的峰值质点振动速度变化规律基本相同,故数值计算中忽略炮孔的布置、将爆炸荷载直接等效施加在开挖轮廓面上是可行的.结合瀑布沟水电站主厂房台阶爆破开挖,模拟了围岩不同爆心距处的全历程爆破振动,计算结果与现场实测数据吻合较好.

摘要： 本文忽略复杂的岩体爆破破碎过程,将爆炸形成的岩体粉碎区、破碎区视为爆破振动源的一部分,直接将简化的爆炸荷载等效施加在炮孔周边岩体的弹性边界(破碎区外边界)或开挖轮廓面上,从而实现台阶爆破振动全历程数值模拟.针对深孔台阶爆破,采用ILS-DYNA动力有限元计算的结果表明:在爆破中远区,两种等效方法计算的峰值质点振动速度变化规律基本相同,故数值计算中忽略炮孔的布置、将爆炸荷载直接等效施加在开挖轮廓面上是可行的.结合瀑布沟水电站主厂房台阶爆破开挖,模拟了围岩不同爆心距处的全历程爆破振动,计算结果与现场实测数据吻合较好.

摘要： 本发明涉及一种基于POD技术的桥梁多目标等效静力风荷载计算方法。首先，计算等效静力风荷载矩阵FLRC、本征模态矩阵ΦLRC、基于本征模态矩阵的等效静力风荷载基向量{ΦLRC}N×k和组合系数列向量C；然后，依据计算获得的等效静力风荷载基本向量{ΦLRC}N×k和组合系数列向量C，求得多目标等效静力风荷载矩阵最后，对多目标等效静力风荷载矩阵的计算精度和分布合理性进行评估。若桥梁结构关键部位处响应的计算误差和等效静力风荷载分布的合理性同时满足条件，则认为所求的等效静力风荷载矩阵满足工程设计要求。本发明综合考虑了LRC法、Universal法和PSWL法各自的特点，实现了桥梁结构等效静力风荷载的多目标等效。

摘要： 本发明适用于大跨屋盖结构风致动力效应静力等效分析技术领域，提供了一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法及设备，该方法包括：根据大跨屋盖结构的多组单目标等效静力风荷载，计算在每组单目标等效静力风荷载作用下大跨屋盖结构各节点的静力响应，并根据各节点的静力响应，计算由各节点的静力响应引起的各节点上的能量改变值，根据各节点上的能量改变值，分别计算每个节点在所有组单目标等效静力风荷载作用下的能量改变比例，以每个节点对应的能量改变比例作为组合系数，将每组单目标等效静力风荷载进行组合得到大跨屋盖结构的多目标等效静力风荷载。能够兼顾多个响应控制点，并避免局部奇异荷载值的出现，物理意义明确，方便工程应用。

摘要： 本发明公开了一种干湿循环‑盐结晶腐蚀试验等效转化为外加荷载试验的方法，通过提出干湿循环‑硫酸盐结晶转化为外加荷载的计算式，首次将干湿循环‑盐结晶造成的劣化结果与外加荷载造成的劣化结果建立关系。本发明所建立的等效转化方法可以将繁琐复杂的加速劣化试验转化为简单便捷的力学荷载试验，从而有效提高混凝土性能研究的工作效率。

摘要： 本发明公开一种等效水平受荷桩受力过程和荷载传递机理的模拟方法，实现了对水平受荷桩(可选择增加桩顶轴向力)受力过程的物理模拟和可视化教学，对水平受荷桩研究具有一定的指导意义；施压组件和传压组件对应连接在一起对设置在反力框架内的模型桩平行于桩顶水平力施加方向施加了初始土压力，侧向摩擦系统在平行于水平力加载方向模型桩两个侧面施加了桩侧摩擦力，桩身测试系统用于测试模型桩桩身各个截面压力和位移的变化，通过桩顶水平向加载系统和桩顶竖向加载系统对模型桩桩顶分级施加水平循环力或预先在桩顶施加竖向力，并测试分级施加水平循环力过程中桩顶水平变形和竖向变形，由此实现水平受荷桩受力过程的模拟。

摘要： 本发明公开了等效静荷载获取方法、拓扑优化方法及系统，根据工程实际构建拓扑的实体模型，并对所述实体模型施加移动荷载和自重荷载，得到拓扑的有限元模型；根据所述有限元模型求解所述拓扑在移动荷载作用下的位移场；构建等效静荷载及其产生的位移场之间的关联方程，基于每个时刻等效静荷载产生的位移场与移动荷载在同一时刻产生的位移场相同的原理，将所述拓扑在移动荷载作用下的位移场代入所述关联方程，求解出所述拓扑的等效静荷载。相比现有技术，本发明充分考量了移动荷载在拓扑上的动力效应，计算出的等效静荷载能准确反映施加移动荷载作用下的拓扑受力情况，进而使得使用该等效静荷载进行拓扑优化方法的优化效果更好。

摘要： 本发明属于地震荷载技术领域，并具体公开了一种快速确定地震荷载等效形式的方法。包括根据地震速度时程曲线的最大正速度和负速度，获取地震速度变化最快的时间段；根据地震最大正速度和最大负速度、以及岩样物理力学参数，得到地震荷载的最大正荷载和最大负荷载；根据地震速度变化最快的时间段，计算地震荷载的平均变化速率；以三角形波为基础波型对地震波进行等效处理，同时基于地震荷载的最大正荷载和最大负荷载、地震荷载的平均变化速率，获取地震荷载的等效形式。本发明给出了快速确定地震荷载等效形式的方法，将地震荷载简化成变幅循环荷载，以三角形波为基础波型对地震波进行等效处理，使得等效的地震载荷更加准确，实现方法简单。

摘要： 本发明属于列车风荷载计算技术领域，公开了一种不同路基高度下列车所受等效风荷载的计算方法，以解决传统风荷载计算方法中存在的问题，该计算方法，包括获取列车即将到达风区的平均风速、路基高度以及列车车体长宽高尺寸等数据、建立风荷载与路基高度间函数关系式，并将此函数关系式沿车体高度进行积分，计算出列车整体实际所受侧滚力矩M、设列车车体形心处所受等效风平均风速值为U′，并根据U′计算车体所受等效侧滚力矩M′、建立M与M′等式，求解等效平均风风速U′，并将U′代入WAWS法计算等效风荷载F。本发明实现了不同路基高度下列车所受等效风的平均风速值以及等效风离地高度的计算。

摘要： 本发明涉及一种基于拉索应力时程曲线的斜拉桥等效车辆荷载识别方法，包括以下步骤：步骤S1:结合斜拉桥监测索位置和行车速度定义各相邻索出现波峰的最大时间差,并依据两相邻斜拉索波峰出现的先后顺序判断行车方向;步骤S2:结合行车方向的单向区间波峰识别方法，以识别出同辆车造成的相邻索波峰值;步骤S3:通过斜拉桥最边缘两根索之间出现波峰位置的距离和相应时间差计算车辆速度;步骤S4:基于子区间段车速进行错峰剔除；步骤S5:结合有限元模型进行等效车辆荷载识别；步骤S6:根据步骤S5得到的等效车辆荷载识别结果，直接对等效车辆荷载的分布情况进行统计，得到其概率密度曲线。本发明可以有效提高等效车辆荷载识别的精度。

摘要： 本实用新型涉及工程试验等效模拟技术领域，尤其是涉及一种模拟桥梁承台上覆土体荷载的等效施加装置及安装方法。该模拟桥梁承台上覆土体荷载的等效施加装置，其包括：若干个千斤顶装置、若干个机械传动框架机构以及第一钢板、第二钢板、第三钢板；该装置基于杠杆原理利用千斤顶顶推力通过机械装置传递达到对上覆荷载的等效操作，是一种适用于实体工程试验或室内模型试验的上覆荷载等效装置。解决了上覆荷载因结构监测无法掩埋及因体积和重量限制在工程试验中难以实现等效的难题。该装置采用液压千斤顶为动力源，可通过控制调整千斤顶数量、装置中主体材料的型号规格及螺杆的锚固深度来应对不同的工况。

摘要： 本发明公开了等效荷载获取方法、基于等效荷载的拓扑优化方法及系统，通过在拓扑的实体模型上施加设计荷载，构建拓扑的有限元模型；获取设计荷载作用下的有限元模型的弯矩包络线图和剪力包络线图；基于弯矩包络线图和剪力包络线图，绘制拓扑的等效弯矩图和等效剪力图；基于拓扑的等效弯矩图和等效剪力图，建立以等效荷载为未知量的总方程组，解算出的等效荷载，相比现有技术，本技术方案充分考量拓扑结构在极端情况下的受力情况，从弯矩包络线图和剪力包络线图中解算出拓扑的等效荷载，能使得计算出的等效荷载与拓扑结构在极端情况下的实际荷载更相符，大大提高等效荷载的准确性。