废弃混凝土掺合型再生混凝土的力学性能

针对当前再生混凝土工程应用所面临的再生骨料生产成本高昂和废弃混凝土利用率偏低的问题，提出将废弃混凝土经适当破碎和湿水后直接与新拌混凝土混合拌制工程用混凝土，制得一种新型的再生混凝土材料---废弃混凝土掺合型再生混凝土。拌制该再生混凝土所用废弃混凝土块的最大粒径可达50～80 mm，扩大了废弃混凝土在降低生产成本方面的优势，同时提高了废弃混凝土的利用率。对150、300 mm模数废弃混凝土掺合型再生混凝土试件以及废弃混凝土掺合型再生混凝土板的力学性能进行了研究。结果表明：废弃混凝土掺合型再生混凝土具有良好的力学性能，即使在废料掺量达到30％～40％时，其抗压强度、抗拉强度和弹性模量仍很接近相应强度等级的普通混凝土；废弃混凝土掺合型再生混凝土板的冲切承载力及破坏特征与普通混凝土板相近。

薄壁箱形截面柱的承载力计算

采用非线性混合有限元模型对薄壁箱形截面柱的承载力进行了系统的分析，绘制了中心受压柱的柱子曲线和各类偏心受压柱的相关曲线。并与采用GBJ18—87钢结构规范计算得到的相应曲线进行了比较与分析．文中提出了对现行规范计算方法作合理调整的建议．

TL法和UL法对刚架弹性大位移分析的适用性

本文分别基于Total Lagrange(TL)和Updated Lagrange(UL)描述分别导出了适用于刚架问题几何非线性分析的有限元公式系统,并研制了相应的计算程序。文中从量化的角度讨论了上述两种列式方法在通常情况下的适用性,并研究了诸如有限单元划分、杆件中轴向力的大小以及采用通常积分方法或积分平均化方法时等多种因素对于有限单元TL法和UL法适用性方面的影响。本文得出了一些相对量化的结论,对于非线性有限元方法的实际工程应用具有一定的指导意义。

薄壁柱相关屈曲分析的混合有限元模型

提出了一种用于薄壁柱局部屈曲与整体屈曲相互作用问题的新的分析模型──混合有限元模型，模型特平面壳单元、杆单元和线单元联合应用于薄壁柱的非线性反应分析，考虑了柱子的各种初始缺陷的影响．计算分析表明，文中提出的分析模型精确、高效，并且具有广泛的适用性．

概念设计的意义和应用分析

通过阐述结构概念设计的含义、内容、依据及其意义,并从刚度理论,材料效用,协同工作原理三方面对结构概念设计进行多角度分析,体现了概念设计的重要性,指出在结构设计中应如何考虑和运用结构概念设计思想。

含无限刚性体结构的静力学特征与工程实践

结构分析中为了简化计算,常假定结构的某一部分或者是构件沿某个方向是无限刚性体.目前不少结构力学教材或是相关论文中,对于含无限刚性体结构的静力学特征常阐述不清楚,有的甚至存在概念性错误.本文分析了一些典型的问题,并提出了内力确定性方面的判定原则和在工程实践中的处理方法.

概念力学分析中的延拓方法

在概念力学分析基本方法如动因素法、主响应法和极端形态界定法等基础上发展了延拓分析的方法,亦即以分析对象的一个概念力学基本分析模型为出发点,通过不断延拓的分析过程来达到解决一系列具有工程实际意义问题的目的.给出了管道有暖流通过时管壁的内力与变形分析和多层框架在均匀温降或楼面载荷作用下的弯矩分析等两个实际分析案例.揭示了如何在延拓分析过程中结合运用概念力学分析的其他基本方法以取得突破,并进而确定结构受力响应基本形态的过程.

防空地下室底板设计中的问题分析

在防空地下室底板结构设计方法的基础上,结合桩基础设计理论的发展,对不同建筑物地基土反力进行实时监测与分析,指出采用桩筏基础的防空地下室底板在设计中存在的问题,并给出了筏板设计的新思路。

含无限刚性体结构的动力学特征与工程应用

除显含无限刚性段的振动体系外,结合动力问题有限单元法中的一致质量矩阵提出了隐性无限刚 性的概念,以及由此引起的振动惯性耦合问题.结合地震作用下高层建筑与桩-土相互作用时的动力响应,提 出了对于实际工程问题利用分支模态二步分析法建立计算模型时应注意的问题.

竖向不规则结构Pushover分析的侧向荷载分布模式研究

侧向荷载分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,尤其当高振型影响显著和结构不规则时其选取直接影响Pushover分析结果。针对竖向不规则多高层结构楼层侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的固定侧向荷载分布模式。对四种竖向不规则形式的结构在不同侧向荷载分布模式下进行Pushover分析,并与时程分析结果进行比较,研究了不同侧向荷载分布模式Pushover分析结果的有效性和适用性。计算结果表明,采用改进的侧向荷载分布模式进行Pushover分析,不但可以找出各种竖向刚度不规则形式的结构薄弱层,而且还具有较高的精度。

带有初变形薄板的大位移和后屈曲分析

本文提出了一种适合于分析初弯曲板大挠度和后屈曲问题的有限元列式。基于总体的Largrange描述,导出了计及初弯曲效应的非线性分析有关公式。计算表明,本有限元方法对于上述两类问题分析,结果精确,具有工程上的广泛应用价值。

混凝土结构温度内力数值分析

为研究混凝土结构的温度效应,利用ANSYS对混凝土框架、框架—剪力墙和剪力墙等结构在温度变化作用下的变形特点和内力分布规律进行系统分析.对具有不同纵向长度、楼层数和建筑体形特征的结构分别建立计算模型,在假设建筑物内外无温差和有温差两种温变条件下进行计算分析,从中得到各种结构温度变形和内力分布的基本规律,其主要结论对结构工程师具有实用价值.

矢跨比对弦支穹顶整体稳定性的影响

随着弦支穹顶在我国的逐步应用,其整体稳定问题日益突出。以两种矢跨比弦支穹顶为例,得出不同矢跨比弦支穹顶的缺陷敏感性规律。研究表明:进行特征值分析时,应不断调整外部荷载使结构的第一阶特征值为1.0,否则将产生虚假的特征值和屈曲模态,以及对结构的极限承载力的过高估计;矢跨比为1/10的弦支穹顶为缺陷敏感性结构,预应力的引入不足以改变其初始后屈曲性状,应严格执行网壳规范对其进行分析;矢跨比为1/15的弦支穹顶为缺陷不敏感结构,但在计算时结构不会自动进入分支路径,应以其特征值为参照,判断其失稳类型,并加入初始扰动使其进入分支路径。

加速锈蚀钢筋的疲劳试验研究

采用外加电流加速锈蚀方法获取锈蚀钢筋并进行轴向拉伸疲劳试验,研究锈蚀钢筋的疲劳寿命退化规律。对7根未锈蚀钢筋试件和34根加速锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验研究,分析应力幅值与平均截面锈蚀率对钢筋疲劳寿命的影响。钢筋试件近似按平均截面锈蚀率分为0、5%、10%、15%和20%等5组。研究结果表明:锈蚀后钢筋疲劳寿命显著降低,但不同锈蚀程度钢筋试件的应力幅值与疲劳寿命之间均呈对数线性关系;与未锈蚀钢筋试件相比,平均截面锈蚀率为5%、10%、15%和20%的钢筋试件疲劳寿命分别下降了70%、80%、90%和95%;锈后钢筋试件的疲劳寿命近似按指数规律衰减。

基于刚度下降的混凝土梁疲劳累积损伤模型的研究

通过疲劳试验，引入剩余刚度和累积损伤值的概念，研究钢筋混凝土梁由于疲劳累积损伤而造成的刚度衰减规律。结果表明：荷载循环初期刚度衰减较快，且不稳定，这一阶段约占疲劳寿命的5％～10％；材料物理性能的变化规律基本稳定后，刚度衰减速率基本为一定值，剩余刚度与循环次数之间基本呈线性关系，这一阶段约占疲劳寿命的80％～90％；接近疲劳寿命时，刚度急剧下降，直至疲劳破坏，这一阶段约占疲劳寿命的3％～5％；在疲劳破坏时，混凝土梁的剩余刚度降为初始刚度的70％。基于钢筋混凝土梁疲劳的第二阶段约占疲劳寿命的85％，且在此阶段剩余刚度与循环次数之间基本呈线性关系，建立了钢筋混凝土梁累积损伤值D与循环寿命比N／Nf之间关系的数学模型。在工程应用中，可以以累积损伤值D-1作为失效判据，通过少量循环的疲劳试验确定混凝土梁刚度衰减速率k的大小，然后由D=3．317k（N／Bo）来预测钢筋混凝土梁的疲劳寿命。

无砂多孔生态混凝土力学和植生性能试验研究

无砂多孔混凝土因具有良好的透气性和透水性而作为一种生态混凝土,具有广泛的应用前景。试验研究了骨胶比、骨料级配和胶凝材料掺合料等因素对无砂多孔生态混凝土抗压、抗折强度和孔隙率的影响。为使混凝土碱性降低到适宜草本植物生长的范围内,利用粉煤灰、矿粉和硅灰对混凝土进行碱环境改善。试验结果表明：配制的混凝土28 d龄期时的抗压强度在10 MPa以上,孔隙率在24%~30%范围内,混凝土pH值可降至9.6,满足工程应用的要求。植物生长试验证明了草本植物可以在该无砂多孔混凝土中生长。

不同肢厚比框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构抗震试验研究

为了研究不同肢厚比对框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构抗震性能的影响,对3榀框支短肢剪力墙斜柱式转换试件进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的拟静力试验,分析试件的破坏过程及特征、承载力、滞回及耗能特征、刚度退化和位移延性。试验结果表明:斜柱式转换层结构的受力特点近似于一个简单的桁架,转换层上部短肢剪力墙肢厚比对转换梁的性能有重要影响,设计合理的框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构具有较好的延性,可形成多道抗震防线,从而获得较好的抗震性能。

锈蚀钢筋压屈名义本构关系的试验研究及应用

为了合理评估部分箍筋锈断的锈蚀钢筋混凝土柱剩余承载力,采用电化学加速锈蚀的方法在实验室获得锈蚀钢筋试件,通过不同直径（φ18mm,φ20mm,φ22mm和φ12mm）、长径比（L/D=4.55~53.43）和锈蚀率（ηs=0,10%,20%,30%）的197根钢筋试件压屈试验,获得4种形态的轴向荷载-位移曲线（名义本构关系）.基于钢筋混凝土柱破坏应具有充分延性的考虑,对锈蚀钢筋的压屈名义本构模型进行＂削峰＂处理,从而获得柱中锈蚀纵筋计算可用应力的物理模型,提出轴心受压、大偏心受压和小偏心受压3种锈蚀钢筋混凝土柱的截面剩余承载力计算公式.引入锈蚀钢筋影响系数ku和kco,其计算结果与51根锈蚀钢筋混凝土柱试验数据比较,可以较好地吻合,表明所提出的公式可用于既有混凝土柱剩余承载力评估.

由刚度衰减规律预测混凝土梁疲劳寿命的试验研究

通过混凝土梁的低周疲劳破坏试验,引入动态模量和损伤变量的概念,研究了混凝土梁由于疲劳累积损伤而造成的刚度衰减规律。建立了疲劳寿命与动态模量之间关系的数学模型,提出了通过较少循环的试验结果来预测混凝土梁疲劳寿命的方法。该方法也可以用于受交变荷载作用的已建混凝土结构在使用荷载发生变异情况下的可靠性评估。

锈后无黏结钢筋混凝土梁的模拟疲劳试验与分析

根据6根模拟试验梁的疲劳试验结果,分析了钢筋严重锈蚀、黏结力基本丧失后钢筋混凝土梁的破坏形态、刚度及疲劳寿命退化.指出局部无黏结梁中钢筋的疲劳断裂位置都处有无黏结的分界面上;试验梁的刚度随跨中完全无黏结区段长度的增加而减小,荷载水平越高刚度退化越明显;试验梁中钢筋的应力范围是影响梁疲劳寿命的最主要因素;锈后钢筋混凝土梁疲劳寿命的降低主要是由钢筋的截面积减小和疲劳强度退化引起的,与黏结退化的关系不大,仅梁中钢筋最大应力的增大与黏结退化有关,且荷载水平越高黏结退化的影响越大;建议分析锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命时认为黏结退化对的梁的疲劳寿命无显著影响.