张元海
- 作品数：172 被引量：899H指数：17
- 供职机构：兰州交通大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金甘肃省自然科学基金兰州交通大学“青蓝”人才工程基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 斜支承曲线梁桥内力影响因素分析被引量：7
- 2005年
- 为了深入了解斜支承曲线梁桥的受力性能,基于结构力学的力法原理,推导了任意斜度的斜支承曲线梁桥的内力计算公式。以这些公式为依据,编制了相应电算程序,详细分析了荷载作用位置、荷载类型、弯扭刚度比、斜度、圆心角等因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响。绘制的大量曲线清晰地显示了各项因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响规律。
- 张元海李乔
- 关键词：曲线桥受力性能影响因素斜度
- 基于新型广义位移的箱形梁扭转单元及应用
- 2023年
- 为了改进变截面连续箱梁桥的扭转分析理论,将截面总扭转角分解为自由翘曲扭转角和约束剪切扭转角,选取自由翘曲转角扭率作为广义位移,提出一个2节点8自由度的扭转梁段单元。从约束扭转控制微分方程出发,推导单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵。引入应力增大系数,以反映约束扭转对初等梁应力的增大效应。数值算例验证了本文梁段单元的可靠性。最后对一个三跨变截面连续箱梁桥进行分析,结果表明,双力矩影响线与弯矩影响线较为类似,按双力矩影响线进行最不利荷载加载时最大应力值偏小;应力增大系数在集中荷载作用截面出现极值,均发生在腹板与顶板交点处;利用偏载放大系数来考虑扭转附加效应时,不宜考虑弯曲正应力较小及翘曲正应力出现极值的梁段区域。
- 梁永永张元海
- 关键词：箱梁桥
- 特殊支承连续箱梁弯扭性能分析
- 2022年
- 根据力法原理,建立了分析斜支承两跨连续箱梁挠曲扭转力学性能的力法方程。分别按自由扭转和约束扭转理论计算了一斜支承两跨连续箱梁的内力和变形,并用Ansys软件对内力计算做了验证。引入正应力修正系数λ来反映双力矩对正应力的影响。为了研究斜交角变化对正应力修正系数的影响,计算了不同斜交角对应的五个控制截面上各计算点的正应力修正系数。计算表明:两种方法计算的弯矩与Ansys软件计算的结果吻合;当斜交角小于45°时,两种方法计算的各控制截面的内力、变形相差均不超过5%,所以斜支承两跨连续箱梁的弯矩、扭矩、挠度和扭转角可直接按自由扭转计算,不考虑翘曲变形的影响;斜交角的变化对同一截面各点的正应力修正系数的影响很小,因此当斜交角小于45°时,可先按自由扭转理论计算正应力,然后乘以相应的修正系数。
- 魏彦红张元海
- 关键词：连续箱梁斜支承斜交角
- 跨中横隔板对箱形梁畸变效应影响研究被引量：1
- 2022年
- 为研究跨中横隔板对箱形梁畸变效应的影响,提出一种适用于分析跨内有横隔板的箱形梁畸变效应的解析法。从畸变控制微分方程出发,导出用克雷洛夫函数表示的畸变效应初参数解。将跨内横隔板对畸变变形的约束解除并用相应的未知畸变矩代替,根据畸变变形协调条件及初参数解求得未知畸变矩。结合简支箱梁算例,对比分析跨中有横隔板和无横隔板两种情况下的畸变效应。研究结果表明,布置跨中横隔板虽然可以限制箱形梁的畸变变形和横向弯曲,但畸变双力矩和畸变矩明显增大,从而使畸变翘曲应力显著增大;悬臂板宽度变化对顶板和底板交接处畸变翘曲应力有显著影响;算例箱梁的畸变翘曲剪应力最大值发生在悬臂板根部,在底板及腹板内也有较大的翘曲剪应力。
- 张元海龙均翊陈东亮王晨光
- 关键词：箱形梁
- 考虑约束扭转二次剪力流影响的箱梁畸变效应分析
- 2024年
- 为了揭示箱梁约束扭转和畸变之间的耦联关系,研究约束扭转对箱梁畸变效应的影响,根据约束扭转二次剪力流形成的畸变荷载,建立了考虑约束扭转的箱梁畸变控制微分方程.基于乌曼斯基第二理论,提出约束扭转剪力流是基于约束扭转引起的畸变效应修正后的总扭矩布雷特剪力流,并通过Ansys有限元模型和能量法计算结果对理论公式进行了验证.数值算例结果表明:2种不同约束扭转剪力流分解方法计算所得结果完全一致;不同计算点处的约束扭转剪应力与Ansys有限元法计算结果吻合良好;扭转畸变翘曲总正应力、畸变翘曲正应力均与按能量法计算所得结果吻合良好,误差不超过10%.计入约束扭转二次剪应力的影响能够更准确地计算箱梁畸变效应.
- 王晨光张元海
- 关键词：箱梁
- 薄壁简支箱梁的弯曲振动频率研究被引量：2
- 2018年
- 为更准确地分析简支箱梁弯曲振动频率,基于薄壁箱梁弯曲理论,采用一个剪切翘曲参数来综合表达翼板和腹板的剪切变形。首先运用能量原理,推导了考虑面内剪切效应时的总弯曲势能;然后基于Hamilton原理,分别导出考虑和不考虑箱梁转动动能的弯曲振动控制微分方程及相应的自然边界条件。为避免求解高次微分方程的复杂计算,通过分析简支箱梁的自然边界条件,采用伽辽金法求出满足边界条件的广义位移函数w(z,t)和g(z,t),从而方便地导出了简支箱梁弯曲振动频率的解析计算表达式。以某简支直腹板箱形截面梁作为数值算例采用以下4种方法计算该箱梁前5阶竖向弯曲振动频率:(1)运用ANSYS的beam189梁单元建立该简支箱梁考虑截面剪切效应的有限元模型;(2)采用shell 63壳单元建立该简支梁的空间有限元模型;(3)笔者所推导的分别考虑和不考虑箱梁转动动能时的两种解析公式。将以上4个计算结果进行对比分析,验证了解析公式的正确性,同时得出梁的转动动能对箱梁弯曲自振特性的影响较小,可忽略。最后分析了剪切变形对箱梁竖向弯曲振动频率的影响,结果表明翼板的剪切变形对箱梁弯曲振动频率的影响小于腹板剪切变形的影响;剪切变形对箱梁竖向弯曲振动频率的影响,随着跨高比的增加而减小,随着频率阶数的增加而增大。
- 周茂定张元海李丽园
- 关键词：桥梁工程能量变分法薄壁箱梁剪切变形
- 基于变形机动分析的薄壁箱梁畸变效应研究
- 2024年
- 提出一种通过角点位移分析箱梁畸变效应的理论解析法。基于变形机动分析,以分解的角点位移描述和分析箱梁畸变行为;根据应变假设和闭合箱室满足的翘曲位移连续性条件推导畸变翘曲位移及应力分布模式;根据势能驻值原理,建立以角点位移为未知量的畸变控制微分方程。通过数值算例,验证解析理论和计算方法的正确性。结果表明:按翘曲模式分析的截面翘曲位移沿板宽按直线分布,翘曲正应力的分布与在板元弯曲假设下的应力分布规律相同;考虑泊松比影响后的横向弯矩相比于忽略泊松比时增大未超过0.6%;角点沿垂直顶(底)板方向的畸变位移大于其沿垂直腹板方向的位移分量;腹板与顶板交点处的翘曲正应力和横向弯矩小于腹板与底板交点处的相应值;腹板倾角变化对翘曲正应力和横向弯矩有显著影响,合理减小腹板倾角可一定程度减小翘曲正应力和横向弯矩。
- 刘泽翔张元海
- 关键词：薄壁箱梁势能驻值原理
- 混凝土箱梁考虑翼板厚度变化的剪力滞效应被引量：8
- 2013年
- 针对翼板沿截面宽度方向变厚度的混凝土箱梁,利用势能变分原理,建立了可以考虑翼板厚度变化的剪滞效应分析通用方法;针对简支梁和悬臂梁等基本结构体系,系统研究了改变翼板厚度变化对正剪力滞效应、负剪力滞效应和剪力滞变形的影响规律。结果表明,翼板厚度变化对箱梁的截面应力和变形均产生影响。考虑翼板厚度变化对计算结果的影响可达15%。
- 蔺鹏臻杨子江刘凤奎冀伟张元海
- 关键词：箱梁桥剪力滞效应变分原理
- 斜交异形桥梁的理论分析与结构性能被引量：4
- 1994年
- 斜交异形桥梁具有特殊的结构性能。本文从能量原理出发，导出了一般简支斜交桥的总体内力和位移的表达式，在此基础上，分析了斜交角、弯扭刚度比、荷载作用位置等因素对斜交桥性能的影响，得出了一些具有普遍意义的结论。
- 张元海栗金光
- 关键词：结构性能影响线
- 宽翼缘T梁的有效宽度研究被引量：3
- 2009年
- 通过选取满足轴向应力自平衡条件的翼缘板剪滞翘曲位移模式,推导了宽翼缘T梁的应力计算公式,根据有效宽度的定义,进一步导出了有效宽度的理论计算公式.给出了一个宽翼缘T梁算例,计算表明,由本文所得出的计算公式算出的有效宽度更接近用ANSYS算出的结果.
- 田明张元海
- 关键词：桥梁工程剪滞效应薄壁梁
