工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十五)

1 检测目的 结构构件工作应力状态检测是指采用应力测试方法,测量已有建构筑物结构构件在实际荷载作用下的各构件的真实应力状态,找出最大应力位置和数值,测定构件在工作过程中所受载荷大小及方向,在已知构件材料强度的条件下,对各构件的实际承载能力和可靠性作出评价。 结构构件工作应力状态检测与应力分析理论相结合,还可以解决一些复杂结构的内力分析问题,查找结构构件破坏、失效的原因,确定危险结构构件。 因此,结构构件工作应力状态检测是建构筑物可靠性检测评价主要内容之一。     

用于预应力筋长期实时应力监测的光纤传感测试技术研究

预应力筋是预应力混凝土结构中的关键受力构件,对其应力状态的监测具有重大意义。针对传统测试方法难以有效解决其应力分布测试问题的现状,提出基于光纤布拉格光栅传感测试技术的预应力筋长期实时应力监测方法。设计模拟张拉装置,并构建预应力钢筋的光纤光栅应变测试系统,进行模拟试验研究,其试验结果表明,该测试系统适合于预应力筋的工作环境,具有线性度高、重复性好,且不影响基体性能的特点。此外,针对预应力钢绞线的特殊结构和工作特点,提出具有温度补偿能力的锚端光纤布拉格光栅应力传感测试方案,并进行理论分析。研究结果验证了光纤光栅传感技术用于预应力筋应力测试的可行性,并为其实际工程应用奠定了基础。     

应力解除法的力学原理

应力解除法是建立在弹性理论基础之上,即假设岩块是均匀连续的,并认为加载和卸载时应力与应变之间具有相同的函数关系。同时,切割出来的岩石单元体,其自重与所受载荷相比,小到可略去不计。目前,现场常用的应力解除法可分为两大类: 一是孔底应力解除法。如图1所示,打     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(五)

第四讲 结构构件变形检测1 检测目的 检测建筑物整体及结构构件的变形状态是综合判断建筑物可靠性的重要依据之一。结构构件产生过大的变形,不仅说明结构或构件本身的刚度和承载能力下降,有可能发生危险,而且还可能使其它结构构件产生过大应力,导致整个建筑物承载能力下降,而处于不安全状态。因此,在检测结构构件的变形过程中,一方面要注意发生变形的原因、变形不良后果以及变形对其它构件承载能力的不良影响,另一方面还要掌握整个建筑物的变形情况。 由于变形与构件断面、材料强度、荷载大小、裂缝、支承节点等有密切关系,所以检测变形时必须与这些项目同时进行。 变形检测内容包括:结构构件的变形测量和基础沉降观测两大部分。2 结构构件变形测量2.1 测量项目及内容 (1)结构构件挠度测量:梁、板、屋架、桁架、托架等构件在静、动载作用下的挠度值测量。     

双排桩支护结构的应用研究

深基坑双排桩支护是近几年发展起来的一种新型的支护结构,与其它支护结构体系相比较,双排桩支护形式具有良好的侧向刚度,可有效限制支护结构的侧向变形,在工程中已得到广泛的应用。本文分析了双排桩支护结构内力及变形的影响因素,阐述了在深基坑支护中所体现的优良性能,提出了控制基坑变形的方法。并且针对双排桩支护结构在某高铁线基坑工程中的实际应用,说明双排桩的支护设计方法和施工方便、不用设置横向支点、挡土结构受力条件好、保持基坑稳定、施工安全的优点,并取得了良好的经济效应。     

基坑围护结构的内力和变形的预测方法研究

为了利用土体水平抗力系数的比例系数m来有效预测基坑围护结构的内力和变形,依据弹性地基梁原理,利用大型数学软件MATLAB编制了计算程序,对基坑围护结构的内力和变形进行预测,并依托某深基坑工程围护结构的实测内力和变形数据对预测的内力和位移进行了验证。结果表明,根据弹性地基梁原理预测的基坑围护结构内力和变形随基坑开挖的变化与实测结果吻合较好。     

新型岩体声发射监测仪的研制与应用

1 前言 材料或结构受外力或内力作用产生变形或破坏,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。一般声发射信号强度较弱,人耳不能直接听见,需借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测,分析声发射信号,推断声发射源,评价材料或结构的应力状态的技术称为声发射技术。岩体声发射技术是评价岩体稳定程度,圈定高应力区、预测预报灾害性岩土活动的有效手段。     

基于Winkler模型的沿空留巷底板变形力学分析

沿空留巷顶板岩层垮落到底板时,会影响底板的受力和变形,进而导致底臌,底臌的产生将直接影响采煤工作开展。为了对巷道底板的变形机理进行研究,根据空留巷底板受力特点,将巷道底板视为弹性地基梁,建立顶板岩层垮落在巷道底板上的不均匀荷载作用下的Winkler弹性地基梁力学模型,通过对高阶微分方程求解,分析巷道底板任一处的挠度、转角、弯矩及剪力的分布规律,并结合内力分布规律对底板破坏机理进行分析。结合工程实践,提出了防止底板变形的措施,为类似工程的设计及施工提供参考。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十三)

1 检测目的 单纯混凝土构件的内部缺陷是指:因施工质量差,造成混凝土构件内部存在空洞、疏松、蜂窝、收缩裂缝、低强度区;严重的分层离析造成组织构造的不均匀性:腐蚀介质、高温、火烧或冻融作用造成的损坏层;受外力作用产生的受力裂缝等。缺陷的存在,程度不同地削弱了结构的整体性、力学性能和耐久性。因此,检测混凝土构件隐存的内部缺陷的位置和范围,是混凝土构件可靠性鉴定的重要项目之一。 2 检测方法 用于混凝土构件内部缺陷检测的非破损方法有超声法和射线法,射线法因穿透能力有限、设备昂贵、需解决操作人员的人体防护等问题,使用较少。目前使用最普遍、最有效的方法是超声法。它具有无损于材料的组织构造和结构的使用性能,测试简便快速,测距长,费用低以及可能直接在混凝土构件上进行重复检验等优点,这种方法适用于任何形式的混凝土构件内部或表层的各种缺陷检测。     

无线应力应变测试技术在游乐设施检验中的应用

大型游乐设施运行工况复杂,结构受力多变,无法准确计算其应力结果。传统应力应变测试技术无法满足大型游乐设施运行形式复杂、传输距离远和安装空间小等使用条件。本文介绍了无线应力应变测试技术的基本原理,及其在大摆锤检验中的应用实例。测试结果表明无线应力应变测试技术在大型游乐设施检验中具有很好的前景。     

声发射技术的现状与展望

材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。各种材料声发射的频率很宽,从次声频、声频到超声频,所以,声发射也称为应力波发射。一般,声发射信号的强度很弱,人耳不能直接听见,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。     

基于API极限工况下修井机井架强度计算研究

为研究井架在复杂工况下的强度与安全问题,以现场使用的350型修井机井架为研究对象,采用数值模拟对井架进行参数化建模;按照极限作业工况下24种组合载荷对井架进行强度分析,得出操作工况、非预期工况和可预期工况下井架的最大变形和应力云图;提取计算井架构件UC值的相关数据,对井架进行强度、刚度和整体安全性校核。结果表明:井架在常规风力作用下,最大钩载作业工况为其主要受力工况,此时井架最大等效应力小于许用应力,可满足安全需求;在相关工况中,井架的最大等效应力集中出现在上下体连接处、二层台和底部大腿处,计算井架构件各工况下的UC值均小于许用最大UC值,表明井架结构综合强度足够,满足API标准使用要求。     

轴向约束钢柱温度应力影响因素研究

建筑结构多为超静定结构.火灾条件下,组成结构的各构件在受到不均匀温度作用时,构件内将会产生温度应力.温度应力增加了构件的作用荷载,并影响受火钢柱的稳定性,是导致约束钢柱屈服破坏的主要原因.根据文献分析,轴向约束钢柱的温度应力影响因素主要有轴向约束刚度、长细比、初应力水平和构件升温.采用试验方法研究各因素对约束钢柱温度应力的影响规律.在温度应力增长阶段,构件所产生的温度应力与构件的温度升高值之间为线性关系,温度越高,温度应力越大.温度应力随轴向约束刚度和长细比的增大而增大;初应力水平越高,温度应力值越小.初应力水平的大小不影响温度应力的增长,但决定构件何时进入塑性状态.     

砂土层中隧道漏砂情况下的安全性研究

盾构隧道的漏水漏砂会引起隧道周围土体应力的变化,导致隧道周围局部或者大范围的土体松动,以致改变隧道横向受力与变形模式,影响隧道结构的安全。采用可考虑大变形的颗粒流方法 PFC,研究隧道不同部位发生漏砂时隧道周围土体的应力变化规律及隧道内力、横向变形的发展规律。结果表明:隧道腰部漏砂引起漏砂位置外围土体松动并进而在松动区外围形成土拱区,隧道扁圆化趋势加剧,隧道内力急剧增加;隧道顶部和底部漏砂极易导致顶部和底部弯矩符号发生变化,改变隧道横向受力模式;隧道肩部发生漏砂时,隧道最大弯矩点向漏砂位置转移,危及隧道肩部管片结构的安全。     

加载条件下多尺寸原水管道受力特征模型试验

为解决在施工过程中管线附近超载导致的爆管问题,分析堆载对不同管径原水管线受力变形的影响,基于模型试验研究管道的受力变形特征,并通过数值模拟计算对试验结果进行论证。结果表明:有限元计算结果与试验结果较吻合,管底整体应力值大于管腰处;在相同荷载作用下,随着管道直径的不断增大,管道所受的应力值越来越小;当荷载距离管轴线较远时,管道整体应力值变小;对比发现,随着加载值逐渐增大、管径逐渐变小,管体轴向应力值逐渐增大,且应力值增长速度较快。这主要是因为小管径的管道长细比较大,在土体中受约束较强,其所受到的应力值较大,容易产生破坏,实际施工时需要注意此类问题。     

基于ANSYS的球型储罐抗震模拟分析

在地震作用下,球型储罐结构由于地震激发引起振动,从而使结构产生随时间变化的位移、速度、加速度、内力和变形。通过ANSYS结构动力学有限元程序对球型储罐结构进行抗震模拟分析,得出球壳与盖板连接区、支柱区域及拉杆区域三种典型的不连续结构及其应力云图,分析对比各区域的应力响应。数值模拟结果对建立健全重大危险源抗震安全体系及化工设施安全投入有着重要的理论意义     

倾滑断层对公路的致灾机理分析

在有限元分析的基础上,对正断层和逆断层环境下公路的致灾机理进行了研究.结果表明,断层的活动将引起公路结构的弯曲变形,使公路处于拉、压、剪的受力状态.其中,正断层活动引起公路弯曲变形的范围主要为上盘距裂缝70 m至下盘距裂缝30 m,纵向应力剧增的主要范围为上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝130 m,路面的开裂位移约为22 cm;逆断层活动时,公路弯曲变形的范围为上盘内距裂缝80 m至下盘内距裂缝40 m,纵向应力剧增的主要范围是上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝180 m,路面的开裂位移约为12cm.根据公路的变形和受力规律,将正断层和逆断层环境下公路的破坏模式概化为张拉破坏、剪切破坏、弯曲压坏和复合破坏几种类型.按载荷-结构的方法,将上、下盘范围内的公路结构当作受均匀荷载的半无限弹性地基粱,把倾滑活断层环境下公路结构的位移、转角、弯矩、剪力等简化为断层地表竖向位移量、地基系数、路面荷载、路基路面等效刚度的函数.进行了算例分析,计算结果表明,断层活动主要使裂缝带的公路承受较大的变形、弯矩和剪力,这种影响范围主要分布在断层裂缝的两侧各30 m内.     

朱仙庄矿10煤地质力学评估及其回采巷道分类支护

为有效解决深部煤炭开采过程中回采巷道围岩失稳严重、变形破坏剧烈等问题,利用室内试验测试、围岩结构观测、地应力原位测量及现场监测等手段,分析得出巷道围岩地质力学属性和原岩应力分布特征,并结合矿井生产技术条件对巷道围岩进行地质力学评估和稳定性分类。以淮北朱仙庄煤矿10煤的Ⅱ1053工作面为工程背景,构建基于地质力学评估的巷道分类控制支护体系,并对该工作面回采巷道支护参数进行优化设计。用FLAC3D数值模拟和井下监测等技术方法,对掘进及回采期间巷道围岩应力、位移、锚杆受力及塑性区分布特征等进行分析。结果表明,将试验测试和现场数据资料相结合,以地质力学评估为基础的巷道分类支护技术明显优于以往经验设计法,能有效保障回采工作面的安全快速推进。     

广州电视塔轨道观光车检验案例分析

针对安装在广州电视塔顶部的轨道观光车进行检验,利用应力测试仪对轮架及侧轮架轴进行应力测试,着重分析了侧轮架轴受力情况.分析认为,侧轮架轴安全系数不满足标准要求.对轮架及侧轮架轴进行了优化设计,侧轮架轴由悬臂梁变为简支梁结构,受力情况得到明显改善.通过该案例分析,为以后类似结构检验工作提供一定的指导意义.