大高宽比矩形钢管混凝土柱压弯性能研究

为了研究大高宽比矩形钢管混凝土柱的压弯性能,对大高宽比钢管混凝土短柱进行偏压试验并结合有限元模拟补充了4组试件进行对比,包括不同偏心率、高宽比、钢管壁厚度、截面尺寸情况下柱性能的对比分析。最后参考常用的4本国内外规范进行柱承载力计算,对比并判断现有规范是否适用。结果表明:试件破坏模式均为长边鼓曲,当荷载小于极限承载力的80%时,横截面高度上的应变分布服从平截面假定;随着偏心率增大,柱延性提升,在偏心率超过0.205后,柱延性开始下降;随着壁厚增加,柱延性提升,在壁厚达到8 mm后,柱延性开始下降;随着高宽比提升,柱延性降低;随着截面尺寸增大,在壁厚不变的情况下,柱延性降低,在壁厚等比例增大时,柱延性变化不大;随着高宽比、截面尺寸、钢管壁厚度的增大,柱承载力提升;随着偏心率升高,柱承载力降低;参考规范JGJ 138—2016对大高宽比钢管混凝土柱偏压承载力的计算更为准确。

有无脉冲近断层地震转动分量对不同高宽比结构动力响应影响

建立3个不同高宽比的钢框架结构模型,选取有、无速度脉冲近断层地震波各5条,利用频域法合成地震动摇摆分量和扭转分量,考虑地震动平动、平动耦合摇摆、平动耦合扭转3种工况输入,对结构地震响应分析。结果表明:(1)相比地震动平动分量单独作用,平动耦合摇摆、平动耦合扭转均会使结构响应增大;有脉冲地震动作用下的增幅高于无脉冲地震动;(2)平动耦合扭转分量对于结构角柱响应的影响最大,边柱次之,中柱较小;(3)随结构高宽比增加,平动分量耦合摇摆分量的中柱响应增幅大于平动分量耦合扭转分量。

基于大高宽比CD-AFM探针的设计与制备

针对传统原子力显微镜(AFM)探针和关键尺寸原子力显微镜(CD-AFM)探针受限于针尖有效扫描高度较低,无法对深沟槽和大悬垂侧壁结构进行精准扫描成像的问题,提出了一种大高宽比针尖结构的新型CDAFM探针设计与制备方案。开发的新型CD-AFM探针针尖有效高度为5.1~5.8μm,高宽比达到14,相较于传统硅基CD-AFM探针,其有效高度提升了约4倍。利用开发的探针完成了标称深度为2.3μm、深宽比为4.6的深沟槽样品测试。

富水砂层基坑止水缺陷高宽比对漏水漏砂的影响

在富水砂层地质条件下,基坑支护常因止水缺陷导致水土大量流失,进而引发地表沉降。目前有关止水缺陷导致基坑漏水漏砂灾害方面的研究还有待深入。本文以江西省南昌市临近赣江某地铁基坑砂土为研究对象,考虑基坑止水缺陷高宽比因素,通过可视化室内实验装置研究基坑缺陷漏水漏砂灾害的演化过程,并利用PFC3D软件进行模拟对比分析,探究几何形态和微观变化过程。结果表明:止水缺陷高宽比越大,漏水漏砂发展速度越快,颗粒流失速率越大,砂土颗粒受侵蚀范围越大;缺陷高宽比由1:1增加至2:1时,颗粒损失个数由2673扩大至40127,土拱形成时间从60万步发展至无法形成土拱,存在出现土拱时的临界缺陷高宽值。数值模拟过程中的配位数波动表明,漏水漏砂过程中细颗粒与粗颗粒骨架之间一直产生着剧烈碰撞,水土的流失导致孔隙率与渗透系数的增加,进而加剧漏水漏砂现象。

小高宽比框架结构爆破拆除数值模拟研究

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型,对其倒塌过程进行数值模拟研究,分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果,发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致,由此可见数值模拟是可靠的。研究发现:在倒塌过程中,各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰,上部结构以塑性铰作定轴转动,前倾过程中对后排立柱产生向后的反力,以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力,混凝土单元失效后,与其共节点的钢筋单元应力发生突变,随后在拉压状态下不断变换,直至倒塌结束,爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

大高宽比超高层剪力墙结构分析

文章以成都市金牛区某拟建项目2#住宅楼为例,研究了剪力墙高宽比的计算方法,并对大高宽比对剪力墙结构带来的不利影响进行了分析,主要有墙肢偏拉问题、基础底面的零应力区验算和结构整体稳定性验算问题,对此进行了详细分析并提出了相应的解决方案。

高宽比对格构式再生混凝土墙体抗震性能影响

目的通过试验研究高宽比不同的格构式再生混凝土墙体抗震性能,为其在工程实际的应用提供参考依据.方法使用骨料增强措施处理后的再生骨料,配制成再生混凝土,浇筑在预制而成的保温模块拼接模板中,并在模板横向和纵向孔洞中分别按构造布置钢筋,形成格构式再生混凝土墙体,对3个高宽比不同的试件进行低周往复荷载作用的试验.结果墙体破坏形态均表现为剪切型破坏,墙体相邻格构柱间的连梁首先出现环状裂缝和交叉裂缝,导致连梁先于格构柱破坏,随后墙体格构柱混凝土出现贯通交叉裂缝,最终试件破坏;墙体延性系数均大于3,极限位移角较小;随着高宽比的增大,墙体的侧向刚度和极限承载力均下降,但变形能力与耗能能力逐渐增强.结论格构式再生混凝土墙体具有良好的抗震性能,可以用于结构构件中.

带支撑结构的大高宽比硬X射线波带片制作

对利用X射线光刻制作大高宽比硬X射线波带片的设计和制作工艺进行了研究。采用电子束光刻制作X射线光刻掩模,并利用X射线光刻制作最终的硬X射线波带片。采用对光刻胶结构加入支撑点的方法,大大提高了X射线光刻制作硬X射线波带片的高宽比。对所加入支撑点的布置策略进行了优化,使得支撑点所占的面积比例减小。所制作的波带片最外环宽度为200nm,厚度为2.8μm,具有优良的结构质量,预期可用于10keV到25keV波段,并具有优于250nm的成像分辨率。

入口高宽比对旋风分离器壁面冲蚀的影响

运用CFD数值计算方法,在不同入口高宽比下,通过雷诺应力模型对分离器速度场进行研究,在拉格朗日坐标系下对粒子轨迹进行追踪,并对壁面磨损进行了对比分析。结果表明:分离空间切向速度峰值和中心区域的速度波动都与高宽比成正比,过大的高宽比也会加剧涡核摆动强度,加剧锥体底部的冲蚀磨损。中间粒径颗粒的入射位置对顶灰环的形成有一定影响,靠近入口下方入射时,颗粒更容易进入灰斗,而在入口上部入射时,容易在分离空间顶端聚集,加重顶部区域的磨损。在磨损方面,筒体部分的冲蚀速率都是从分离空间顶端向下渐渐变小,且随着高宽比的增大最大冲蚀速率逐渐变大。锥体壁面的冲蚀磨损速率沿着轴向向下都出现逐渐增大的趋势。因此,为了兼顾较小的壁面磨损和更好的工艺性能,因选择合适的高宽比。

高宽比对于石墙砌体抗剪试验值的影响和分析

本文利用正交重复试验,探讨高宽比分别为H/L=0.58和H/L=0.33的两种料石砌体抗剪强度之间的差别。

高宽比和粗糙度对再生冷却通道流动的影响

在三维贴体坐标系中求解椭圆型 N- S方程 ,采用完全压力校正方法解决在同位网格上遇到的压力波动问题 ,对液体火箭发动机 S形再生冷却通道内的三维紊流进行数值模拟 .在壁面函数中引入无量纲壁面粗糙度以考虑粗糙壁面的影响 .研究了高宽比和壁面粗糙度对压力损失、二次流动和紊流强度的影响 .

低层双坡房屋屋面风荷载的数值研究——坡角和高宽比影响的分析

为探讨屋面坡角和房屋高宽比对低层双坡屋面房屋的屋面风荷载的影响，采用数值模拟方法并结合足尺模型测试的验证，对一系列具有不同坡角和高宽比情况的双坡屋面房屋的屋面风压分布进行了参数分析．利用基于Reynolds时均方程和可实现的κ-ε湍流模型的模拟方法，得到了不同几何外形的屋面平均风压的分布曲线，总结了屋面平均风压系数随高宽比、坡角变化的基本规律．结果表明，随着屋面坡角的增大，迎风屋面的风压绝对值趋于减小，背风屋面则趋于增大，推荐坡角为15°～25°；屋面风压随房屋高宽比的增大而增大．

不同高宽比基础隔震高层结构振动台试验研究及对比分析

为研究基础隔震高层结构的动力特性及地震响应规律,进行不同高宽比基础隔震高层结构在不同地震水准、不同地震激励下的模拟振动台试验,并与非隔震结构对比。模型采用缩尺7层钢框架结构,隔震支座用6件铅芯叠层橡胶支座,通过移动支座位置实现不同隔震高宽比。结果表明,高宽比为3、5、7基础隔震结构较非隔震结构自振周期从0.267 s分别延长至0.549 s、0.719 s、0.800 s,设防地震作用下结构顶层最大加速度响应从0.61 g减小至0.15 g、0.16 g、0.18 g。隔震后上部结构整体侧移角随高宽比增大而增大,结构整体抗倾覆性能随高宽比增大而减小。用三维实体有限元模型对试验进行数值模拟分析,试验结果与数值结果吻合较好,说明试验具有良好的准确性且可反映基础隔震结构的真实动力特性。

大高宽比隔震结构地震反应的实用分析方法

本文提出了高层隔震结构等大高宽比隔震结构体系地震反应分析的单质点、2质点和3质点剪切型简化计算模型,同时还提出了高宽比影响系数的概念和计算式。这种纯剪切的简化计算模型成功地模拟了剪切加转动多质点计算模型的动力特性,通过高宽比影响系数对剪切型计算模型得到的剪力系数进行非线性放大,使数十质点的隔震结构体系都能够简化成单质点、2质点和3质点体系进行地震反应分析。文末对22层高宽比为5.01的某22层隔震结构进行了算例分析,简化计算理论的计算结果和时程分析法计算结果一致性良好。

基于结构设计的基础隔震结构高宽比限值的研究

本文研究了橡胶支座基础隔震结构的高宽比限值。研究基于保证隔震结构在强震中不倾覆的两个充分条件,一个是橡胶隔震支座不能产生拉应力,另一个是隔震支座压应力不超过容许值。本文推导了隔震结构高宽比限值的显式并给出了针对不同建筑类别、不同设防烈度、不同场地条件和不同隔震层阻尼比的高宽比限值。在支座的轴力计算中,还考虑了竖向地震作用和荷载的最不利组合。研究发现,当控制条件为支座不产生拉应力时,高宽比限值随隔震结构周期的增加而增加;当控制条件为支座压应力不超过容许值时,高宽比限值随隔震结构周期的增加而减小。因此,存在一个临界周期使高宽比限值取得极大值。研究还发现,存在一个最大的隔震结构周期使高宽比限值等于零或隔震层位移超过容许值。将隔震结构的周期与临界周期和最大隔震周期比较,就可以得到相应高宽比限值的表达式。最后,按照简单、安全的原则,将各种工况下的高宽比限值进行了归并,给出了高宽比限值的设计建议值。同时,还按设计规范提供的结构周期计算公式计算了隔震结构的高度限值。

采用基础摩擦隔震房屋高宽比限值的研究

大量的试验结果和地震经验表明，采用基础隔震方法能有效地提高建筑物的抗震能力，但建筑物的高度在什么范围，即建筑物的高宽比在什么范围内才适合采用这种方法，仍然是一个有待解决的课题。本文对采用基础滑移隔震多层砌体房屋在实际地震作用下的抗倾覆高宽比限值进行了研究，利用Ｗｉｌｓｏｎ－θ数值积分方法计算，得到了多层砌体房屋的高宽比限值的统计值。其数值结果可供编制建筑隔震设计规程参考。

翻转动能对基础隔震剪力墙结构高宽比限值的影响分析

针对上部结构整体刚度较大的基础隔震剪力墙结构体系,通过将上部剪力墙结构简化为刚体得到能够考虑结构翻转动能的两自由度基础隔震简化模型,并以此为分析对象,建立体系振动微分方程。采用复模态方法进行解耦变换,分析结构平动及隔震层翻转角位移的频响特性。在此基础上提出了考虑上部结构翻转动能影响动力倾覆分析方法,并推导了高宽比限值的动力法计算公式。通过对比分析动力法及等效静力计算结果,得出以下结论:上部结构翻转动能对基础隔震高层剪力墙结构以支座不受拉为控制条件的高宽比限值的影响不容忽视;所提出的动力倾覆分析法较仅考虑平动动能的等效静力法更为准确,且更偏于安全;等效静力法相对于动力法计算结果的偏差随着地震烈度、隔震结构周期、场地卓越周期的增大而减小,随隔震层水平等效阻尼比的增大而增大;在其他设计条件不变的情况下,减轻上部结构质量、增大隔震支座总竖向刚度,对基础隔震剪力墙结构高宽比限值的提高是有利的;分析基础隔震剪力墙结构高宽比限值时,应当充分考虑场地条件、地震分组、结构周期、阻尼比等因素的影响。

不同高宽比带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒抗震性能研究

提出了一种新型带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒,为了研究这种新型核心筒的抗震性能,对2个高宽比分别为1.33(HCW1)和1.77(HCW2)的核心筒试件进行了低周反复荷载试验,得到了核心筒的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等。试验结果表明,HCW1墙肢以斜裂缝为主,而HCW2水平裂缝居多。HCW2承载力及刚度较小,但是极限位移较HCW1有较大的提高且耗能能力增强。分析了翼缘墙肢的剪力滞后现象并与普通混凝土核心筒进行了对比,结果表明本文新型混凝土核心筒剪力滞后相对较小,整体空间作用更好,HCW2的剪力滞后较HCW1更小。利用有限元软件Open Sees模拟了2个试件的滞回曲线,并绘制骨架曲线,与试验结果吻合较好,在此基础上进行参数分析,研究不同高宽比核心筒屈服位移、延性系数等的变化趋势。

大高宽比隔震结构模型水平向振动台试验

目的为隔震设计理论和规范的编制提供试验依据.方法对1∶4(缩尺)比例的大高宽比铅芯橡胶垫隔震结构模型进行高烈度区不同场地波下水平向振动台试验研究,观测隔震结构的动力响应.结果高烈度区的某些地震波激励下,大高宽隔震结构中的支座出现了拉力或者非线性变形.结论当输入地震波中长周期分量较多时,隔震结构隔震后的效果不是很好,隔震支座滞回曲线是均匀饱满的;当输入高烈度地震波时,对于像试验所选择的大高宽比结构,上部结构弯曲变形已开始占了较大部分;在高烈度地区应用橡胶隔震结构,橡胶垫要承受一定的拉应力,但是结构整体是安全的,而在某些不利地震动下,橡胶垫可能要受拉屈曲,因而此时结构是处于倾覆的临界状态.

大高宽比巨型框架-核心筒结构的整体稳定性分析

对一个高度为546m,高宽比为10的巨型框架-核心筒结构的整体稳定性进行了分析研究,推导了该结构修正后的刚重比。分析了各种因素如高宽比、楼层质量分布以及各构件(伸臂桁架、环形桁架、外框架梁、巨柱及核心筒、次框架、斜撑)等对巨型框架-核心筒结构的整体稳定性影响,并总结了这些因素的影响规律。结果表明,结构整体稳定性随着高宽比增大而降低,随着楼层质量分布系数减小而提高;外围设置巨型斜撑可有效提高结构整体稳定性。