承載力
關(guān)注創(chuàng)建者：杭上 創(chuàng)建時(shí)間：2021-01-30
承載力的視頻教程
鋼筋混凝土梁的極限承載力分析
DIANA鋼筋混凝土梁的極限承載力分析 適用人群：土木工程工程師、學(xué)生、教師 鋼筋混凝土梁的極限承載力分析【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2019-05-30 15:00 對(duì)于結(jié)構(gòu)工程的學(xué)者和從業(yè)人員而言，我們最初接觸到的試驗(yàn)可能就是鋼筋混凝土梁的承載力試驗(yàn)了。同樣地，在有限元分析里，我們最常接觸的模擬也是各類梁的承載能力分析。
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abaqus單樁承載力數(shù)值分析
abaqus單樁承載力數(shù)值分析，這節(jié)課主要一步一步講解了模型的建立，網(wǎng)格的劃分，地應(yīng)力平衡、分級(jí)加載、位移加載模型，以及后處理：單樁力和位移曲線、負(fù)摩阻力、彎矩軸力的提取，希望給新手有一定的幫助
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古建筑斗拱承載力數(shù)值模擬
木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的數(shù)值模擬課程案例十分稀少，本次課程主要針對(duì)于木結(jié)構(gòu)工程（古建筑）領(lǐng)域的科研與愛好者進(jìn)行錄制的分享視頻，視頻共分為5大章節(jié)，全程挑干貨講，也告訴大家一些小技巧，后續(xù)會(huì)推出其他木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗震等視頻，主要內(nèi)容包括： （1）主要介紹斗拱的承載力數(shù)值模擬，通過在ABAQUS里進(jìn)行精細(xì)化的有限元參數(shù)設(shè)置，得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變、位移云圖。
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承載力的實(shí)例教程
1、前言
綜合確定地基承載力特征值，是巖土工程師的基本功。當(dāng)前進(jìn)行巖土工程勘察，尤其是涉及地基基礎(chǔ)，對(duì)主要受力層內(nèi)的每層土提供地基承載力特征值fak，是必須的工作內(nèi)容。
確定地基承載力特征值fak，目前的方法有：載荷試驗(yàn)法、其他原位測(cè)試法、理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)查表法和現(xiàn)場(chǎng)鑒別法。在具體工程上，巖土工程師在使用這幾種方法時(shí)，往往出現(xiàn)用各種方法確定的結(jié)果不同，甚至相去甚遠(yuǎn)。如何分析這確實(shí)是剛?cè)腴T，甚至是很資深的巖土工程師必須面對(duì)的問題。
本文本文對(duì)此進(jìn)行了探討，供各位巖土工程師和專家參考，不妥之處，請(qǐng)指正。
2、地基承載力的本質(zhì)
要不斷研究和感悟地基承載力的概念、內(nèi)涵，這有助于對(duì)地基承載力的深刻理解和面對(duì)具體工程問題時(shí)的綜合確定。
（1）地基承載力研究簡史
不斷考察地基承載力基本理論的發(fā)展史，可以感悟不同時(shí)代、地區(qū)的工程技術(shù)發(fā)展需求，更多地注意其研究假定和適用范圍。詳見文獻(xiàn)[1]。
（2）中國使用過的幾個(gè)歷史階段的地基承載力概念
地基容許承載力[R]：確保地基不產(chǎn)生剪切破壞而失穩(wěn)，同時(shí)又保證建筑物的沉降不超過允許值的最大荷載。
地基極限承載力R：使地基發(fā)生剪切破壞，失去整體穩(wěn)定時(shí)的基礎(chǔ)底面最小壓力，即地基能承受的最大荷載強(qiáng)度。地基極限承載力和地基容許承載力是一對(duì)承載力概念。
地基承載力基本值f0：用某一方法確定的相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)（載荷板）寬度和埋深時(shí)的地基容許承載力代表值。
地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk：考慮了土性指標(biāo)變異影響后的相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)（載荷板）寬度和埋深時(shí)具有某一特定置信概率的地基容許承載力代表值。
地基承載力設(shè)計(jì)值f：是指地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk經(jīng)基礎(chǔ)寬度和埋深修正，或直接用地基抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，考慮實(shí)際基礎(chǔ)寬度和埋深，采用承載力理論公式計(jì)算得到的地基容許承載力值。
展開 摘 要：傳統(tǒng)的建筑有限元網(wǎng)格劃分、基于SMMS模型的節(jié)點(diǎn)承載力分析方法，沒有考慮狀態(tài)變量，而導(dǎo)致建筑物的荷載分析結(jié)果與實(shí)際不符等問題。為此，提出了基于高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)承載力三維構(gòu)建設(shè)計(jì)。根據(jù)建筑物豎向和水平荷載作用下的彎矩，對(duì)高層建筑物鋼結(jié)構(gòu)框架的節(jié)點(diǎn)所受力的機(jī)理進(jìn)行分析。構(gòu)建高層建筑鋼結(jié)構(gòu)框架節(jié)點(diǎn)三維模型和有無支管情況下的有限元模型，分析有無支管有限元模型的荷載-位移關(guān)系，確定構(gòu)建過程中節(jié)點(diǎn)參數(shù)與支管的關(guān)聯(lián)性。計(jì)算模型單元上下端狀態(tài)變量的傳遞關(guān)系，整合狀態(tài)變量，確定鋼結(jié)構(gòu)框架荷載，并以此作為依據(jù)進(jìn)行失穩(wěn)判定，完成鋼結(jié)構(gòu)框架節(jié)點(diǎn)承載力分析。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該方法在X、Y、Z三個(gè)方向的承載力與實(shí)際值最大分別相差2 kN、1 kN和1.5 kN,具有精準(zhǔn)分析結(jié)果。
關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);框架節(jié)點(diǎn);承載力;三維仿真;
近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定問題進(jìn)行了大量的探討。文獻(xiàn)[1]提出的基于有限元網(wǎng)格劃分的節(jié)點(diǎn)承載力分析方法，構(gòu)建狗骨式節(jié)點(diǎn)模型，結(jié)合有限元網(wǎng)格劃分節(jié)點(diǎn)位置，并使用千斤頂在懸臂兩側(cè)施加荷載，通過傳感器測(cè)量獲取分析結(jié)果；文獻(xiàn)[2]提出的基于SMMS模型的節(jié)點(diǎn)承載力分析方法，結(jié)合應(yīng)變修正平均應(yīng)力，構(gòu)建SMMS模型，并通過各個(gè)韌性參數(shù)，對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力分析。然而，上述這兩種方法沒有考慮到支撐節(jié)點(diǎn)的承載力問題，使得總承載力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況不符。為此，本文提出了基于高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)承載力三維構(gòu)建設(shè)計(jì)。
1 工程概況
本工程選擇一座以鋼筋混凝土為主的多幢高層建筑物為研究對(duì)象，該建筑物2號(hào)樓地面以上8層，建筑樓面高43.2 m。3號(hào)樓A區(qū)地面以上9層，建筑樓面高45.6 m。2號(hào)樓和3號(hào)樓A區(qū)之間有一條大約28 m長的通道相連，構(gòu)成了一個(gè)連通的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的連廊采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。
展開 因此，當(dāng)出現(xiàn)樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可能是樁身（結(jié)構(gòu)）承載力和土對(duì)樁的支承力兩因素中的一種或共同所起到的作用，并不能唯一確定由樁身（結(jié)構(gòu)）承載力決定，進(jìn)而對(duì)樁身完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為非Ⅰ類或Ⅱ類樁莫屬。反之，當(dāng)出現(xiàn)樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，也不能唯一確定由樁身（結(jié)構(gòu)）承載力引起，進(jìn)而確定樁身完整性類別為Ⅲ類或Ⅳ類。換句話說應(yīng)用僅具備承載力檢測(cè)功能的方法，如靜載試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果來評(píng)價(jià)樁身完整性類別并不具有理論依據(jù)，純屬扯蛋。因此，對(duì)樁身完整性類別為Ⅳ類的樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)的意義僅在于看看這種樁還能提供多大的承載力，并無其他。
（4）樁身完整性是一個(gè)定性指標(biāo)，不能對(duì)樁身材料強(qiáng)度（除鉆芯法外）和缺陷性質(zhì)及程度給出定量數(shù)值，其對(duì)樁身（結(jié)構(gòu)）承載力的影響程度是感觀的、經(jīng)驗(yàn)的，也沒有具體的量化數(shù)值。
（5）樁身完整性三要素以不同的途徑通過影響樁身（結(jié)構(gòu)）承載力，進(jìn)而影響樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力。因此，靜載試驗(yàn)前后對(duì)試樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)的目的就是估計(jì)樁身完整性狀況對(duì)后兩個(gè)承載力的影響程度。
展開 一般把箍筋和彎起(斜)鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋，把配有縱向受力鋼筋和腹筋的梁稱為有腹筋梁，而把僅有縱向受力鋼筋而不設(shè)腹筋的梁稱為無腹筋梁。
16. 對(duì)于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的等高度鋼筋混凝土簡支梁進(jìn)行全梁承載能力校核，就是進(jìn)一步檢查梁沿長度上的截面的正截面抗彎承載力、斜截面抗剪承載力和斜截面抗彎承載力是否滿足要求。
17. 配置箍筋是提高梁抗剪承載力的有效措施。
18. 梁的抗剪承載力隨彎筋面積的加大而提高，兩者呈線性關(guān)系。
19. 連續(xù)梁的抗剪承載力比相同廣義剪跨比的簡支梁抗剪承載力要低。
20. 抵抗彎矩圖---抵抗彎矩圖又稱材料圖，就是沿梁長各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖，即表示個(gè)正截面所具有的抗彎承載力。按截面實(shí)有縱筋的面積計(jì)算截面實(shí)際能夠抵抗彎矩的圖形.
21. 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式的建立是依據(jù) ( B ) 破壞形態(tài)建立的。
(A) 斜壓破壞
(B) 剪壓破壞
(C) 斜拉破壞
(D) 彎曲破壞
22. 為了避免斜壓破壞，在受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算中，通過規(guī)定下面哪個(gè)條件來限制? ( C )
(A) 規(guī)定最小配筋率
(B) 規(guī)定最大配筋率
(C) 規(guī)定最小截面尺寸限制
(D) 規(guī)定最小配箍率
23. 為了避免斜拉破壞，在受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算中，通過規(guī)定下面哪個(gè)條件來限制?
展開 這個(gè)筆記僅簡要討論了CFST受壓構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算方法, 分析方法可以使用通用的有限元軟件,例如Abaqus來計(jì)算, 這將在以后的筆記中進(jìn)行討論.
2 CFST軸心受壓短柱的承載力分析
(1) 軸心受壓短柱的應(yīng)變場(chǎng)呈軸對(duì)稱分布；
(2) 在極限狀態(tài)時(shí)，對(duì)于 D/t≥20 的薄壁鋼管，鋼管的應(yīng)力狀態(tài)可簡化為縱向受壓、環(huán)向受拉的雙向應(yīng)力狀態(tài)，并沿鋼管壁厚均勻分布；
(3) 混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變后為理想塑性材料；
(4) 鋼管為理想彈塑性體，且其縱向壓應(yīng)力和環(huán)向拉應(yīng)力在塑性階段始終滿足Von Mises屈服條件
鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力表達(dá)式為：
3 CFST受壓構(gòu)件的承載力
《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程》 JTGD65-06建議了鋼管為圓形截面的鋼管混凝土受壓構(gòu)件承載力方法。將鋼管混凝土受壓構(gòu)件的承載力按照具有鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度fsc的單一材料受壓構(gòu)件，考慮了連接方式和影響構(gòu)件承載力主要因素，給出鋼管為圓形截面的鋼管混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算公式。
3.1 單管CFST軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算
(1) 鋼管初應(yīng)力折減系數(shù)Kp
鋼管混凝土構(gòu)件內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前空鋼管的應(yīng)力稱為鋼管初應(yīng)力。為了反映鋼管初應(yīng)力對(duì)鋼管混凝土受壓構(gòu)件承載力的影響，承載力計(jì)算中采用了鋼管初應(yīng)力折減系數(shù)Kp.
(2) 鋼管內(nèi)混凝土脫空折減系數(shù)Kd
鋼管內(nèi)混凝土脫空是鋼管內(nèi)壁與鋼管內(nèi)混凝土出現(xiàn)局部脫離的現(xiàn)象，鋼管混凝土拱橋主拱等受壓構(gòu)件多出現(xiàn)球冠形的鋼管內(nèi)混凝土脫空現(xiàn)象。產(chǎn)生鋼管內(nèi)混凝土脫空現(xiàn)象的主要原因是過大的鋼管內(nèi)混凝土收縮和向鋼管內(nèi)壓筑混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)銜接出現(xiàn)問題。鋼管內(nèi)混凝土脫空對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件承載力和剛度有一定影響，在鋼管混凝土受壓構(gòu)件承載力計(jì)算中要考慮。
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承載力的最新內(nèi)容
測(cè)試用更看重吸振和承載動(dòng)態(tài)力，裝配用則更看重平面度的絕和對(duì)精度。其次，要預(yù)留出至少20%的承重余量。
維護(hù)：日常使用后，務(wù)必立即清理T型槽里的鐵屑和油污，否則會(huì)磨損T型槽和損壞螺栓。長期不用時(shí)，要給平臺(tái)表面涂上防銹油，T型槽內(nèi)可以涂抹潤滑脂。
拼接地板對(duì)地基要求更高，需硬化處理，承載力達(dá)標(biāo)，避免局部沉降。按設(shè)計(jì)布局預(yù)埋調(diào)整墊鐵或地腳螺栓，墊鐵沿拼接縫、地板四周對(duì)稱分布，間距 500-800mm，確保每塊地板受力均勻。相鄰地板拼接處預(yù)留 2-3mm 伸縮縫，應(yīng)對(duì)溫度變化導(dǎo)致的熱脹冷縮，防止擠壓變形。墊鐵選用厚度均勻、硬度達(dá)標(biāo)產(chǎn)品，避免多塊薄墊鐵疊加，防止松動(dòng)移位。
第三步：基準(zhǔn)定位與逐塊拼接，核心環(huán)節(jié)。
正確的調(diào)平要從地基準(zhǔn)備開始，先對(duì)安裝地面硬化處理，去掉碎石、油污，確保地基承載力均勻，避免后期沉降導(dǎo)致地板變形。對(duì)于中大型地板，需提前預(yù)埋地錨器或調(diào)整墊鐵，墊鐵按 “對(duì)稱分布、間距均勻” 原則擺放，每平方米不少于 4 塊，受力集中區(qū)域加密，為后續(xù)調(diào)平打下穩(wěn)定基礎(chǔ)。
正確的做法是，先清理裝配平臺(tái)臺(tái)面及安裝地面，去除鐵屑、灰塵、油污等雜物，避免雜物墊起臺(tái)面，造成虛假水平；同時(shí)檢查地面承載力，確保地面平整、無沉降，對(duì)于不平整的地面，提前用砂輪打磨找平，或鋪墊墊鐵輔助。
隨后檢查平臺(tái)本身，查看臺(tái)面是否有劃痕、凹陷、毛刺等損傷，若有輕微損傷，及時(shí)用砂紙打磨修，避免影響調(diào)試精度；檢查T型槽是否通暢、無雜物，槽口無崩邊，確保后續(xù)夾具夾緊時(shí)受力均勻。
如果你是跑試驗(yàn)（如電機(jī)測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)磨合），請(qǐng)選擇鑄鐵試驗(yàn)平臺(tái)（看重剛性和承載力）。
T 型梁四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)應(yīng)用場(chǎng)景：
土木橋梁：檢測(cè)混凝土、鋼制 T 梁抗彎承載力、開裂性能與結(jié)構(gòu)剛度，用于建筑、橋梁構(gòu)件設(shè)計(jì)與安全評(píng)估。
機(jī)械工程：標(biāo)定型鋼、復(fù)合材料構(gòu)件的彎曲強(qiáng)度與變形特性，服務(wù)設(shè)備支架、輕量化結(jié)構(gòu)研發(fā)。
科研試驗(yàn)：獲取純彎曲狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)，研究材料破壞、屈曲及疲勞特性。
高承載力的核心的是“強(qiáng)筋”，即通過材質(zhì)革新與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，讓裝配平臺(tái)具備抵御重載、抗變形、抗沖擊的“硬實(shí)力”。
場(chǎng)地與環(huán)境核查
安裝地面必和須為混凝土硬化地面，平整度誤差需控制在5mm/㎡以內(nèi)，且地面承載力需達(dá)到平臺(tái)及設(shè)備總重量的1.2-1.5倍以上。
剛性與承載：強(qiáng)和力切削的保障
面對(duì)重切削和大型工件，優(yōu)異的剛性和承載能力是關(guān)鍵：
高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)：通過筋板式或箱體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用經(jīng)過有限元分析優(yōu)化的高剛性基座，大幅提升了抗變形能力和多向力矩承載力。
穩(wěn)定支撐：高剛性設(shè)計(jì)能有效吸收切削時(shí)的振動(dòng)，確保重負(fù)荷下依然穩(wěn)定，適用于重型工件的精和密加工。
四、裝配平臺(tái)和檢驗(yàn)平臺(tái)區(qū)別
裝配平臺(tái)側(cè)重承重、裝夾固定和重型裝配作業(yè)，臺(tái)面多開設(shè) T 型槽，結(jié)構(gòu)剛性更強(qiáng)，承載力更大，精度以實(shí)用裝配標(biāo)準(zhǔn)為主。
檢驗(yàn)平臺(tái)主打高精度檢測(cè)、精和密劃線作業(yè)，臺(tái)面為光滑無槽平面，精度等級(jí)更高，整體更側(cè)重平面度精和準(zhǔn)度設(shè)計(jì)，無法承受長期重型重壓與強(qiáng)和力裝夾。
五、選型與日常維護(hù)
選型可結(jié)合工件大小確定平臺(tái)尺寸，根據(jù)設(shè)備重量選擇加厚筋板、高牌號(hào)鑄鐵的重型款。
