新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁抗剪性能有限元分析

为解决施工现场中现有装配式混凝土叠合梁、梁柱结点钢筋相互影响的问题,设计一种新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁。为进一步研究该叠合梁的抗剪性能,共设计6个叠合梁、3个整浇梁进行ABAQUS有限元模拟,分析其破坏特征机理、荷载–跨中挠度曲线等,研究试件剪跨比、底板厚度参数对抗剪性能的影响,以及新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁与整浇梁的抗剪性能对比。数值模拟分析结果显示,新型叠合梁与整浇梁均为剪切破坏,在底板厚度相同的情况下,随着剪跨比的增大,叠合梁的极限承载力略微降低。此外,预制高度增加会导致叠合梁的极限承载力减小。叠合梁表现出与整浇梁相似的受剪性能,随着剪跨比增加,叠合梁相对于整浇梁表现出更好的抗剪性能。综合而言,新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁具有良好的抗剪性能。

新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁受弯性能有限元分析

为解决传统叠合梁梁柱节点区锚固困难、底板厚重等一系列问题,研究了一种新型预应力混凝土钢管桁架叠合梁。设计了6根叠合梁、3根整浇梁,采用有限元数值模拟方法,通过荷载–位移曲线及混凝土塑性损伤等情况进行了分析,并探讨试件配筋率、预制底板厚度参数对抗弯性能的影响及新型预应力钢管桁架叠合梁与整浇梁的抗弯性能对比。经数值模拟分析结果显示,配筋适当的预应力混凝土钢管桁架叠合梁可有效减少变形和裂缝,与整浇梁破坏形态相似,具有良好的抗弯性能,适用于实际工程中的推广应用。

崩塌危岩体减震消能复合加固结构抗震性能试验研究

地震区工程建设中崩塌危岩体的加固方式目前主要是锚固和支挡两类结构形式。加固结构与危岩体的连结都采用刚性连结,结构与危岩体之间几乎无变形能力,因此抗震性能较差。在地震作用下,特别是强震作用下极易破坏失效,造成崩塌灾害,在我国西南地震区工程中大量存在此类破坏现象。为解决目前加固结构存在的问题,设计了一种允许地震作用下危岩体能够有限度的变位、可以缓冲危岩体的地震冲击力、具有减震消能功能的崩塌危岩体复合加固结构,结构由锚杆(索)、减震锚头(一级消能)、连梁、支撑桩以及设于连梁与支撑桩之间的作为二级减震消能装置所组成。为验证复合加固结构的功效,除理论分析外,利用振动台进行与同等条件普通锚杆加固结构的物理模型对比试验。试验选用具有地区代表性的不同波形、幅值与频率的地震波作为输入波形。理论分析与试验结果表明:复合加固结构相较于无防护措施的同样崩塌体理论分析,其位移增长速度显著降低,累积位移幅度显著减小;相较于传统锚杆加固结构,所承受的拉力和压力显著减小;峰值加速度放大系数明显降低。证明复合加固结构利用自身的弹塑性变形以及阻尼力,有效抵御由于地震作用在危岩体上产生的动应力,有效转移了危岩体的冲击动能,减震消能作用明显,避免加固结构损坏,从而阻止崩塌灾害的发生,证明复合加固结构能够分层次地削弥小震、中震、大震时产生的地震能峰值。减震消能复合结构为地震区崩塌危岩体的加固提供了一种新的加固方案,对于提升地震区工程中崩塌危岩体的加固技术具有较大的现实意义。

强震作用下崩滑危岩体模型试验滑面材料配比研究

研究强震作用下崩滑危岩体模型的滑面相似材料配比可为软弱夹层的模拟提供理论依据。基于正交试验设计方法,选用石英砂、滑石粉、黄土、甘油、水5种材料,设置石英砂与总质量之比、滑石粉与黄土的质量之比、甘油和水与总质量之比、甘油与水的质量之比4个控制因素,通过剪切试验获取黏聚力和内摩擦角两个力学指标,利用极差分析法和方差分析法研究相似材料的配比,由多元线性回归方程求解拟合值。结果表明:拟合值和试验值具有较高的相似度;内摩擦角、黏聚力作为主控因素,随着石英砂与总质量之比的增大分别增大、减小;作为次要因素,黏聚力随甘油和水与总质量之比的增大而减小;滑石粉与黄土的质量之比对黏聚力具有较大影响,而对内摩擦角影响则极小。

不同辐射传输方案对中尺度降水影响的对比分析

在MM5非静力稳定中尺度气象模式中引进了建立在δ24流近似和相关2k分布基础上的对云水、雨水、冰晶和霰的辐射特性进行详细描述的辐射传输方案。新建立的辐射传输方案和MM5中原有的辐射传输方案在华南暴雨中的模拟结果相互比较,并与天气实况的对比表明辐射在中尺度暴雨中起着重要的作用;辐射传输方案对云辐射特性描述的准确程度对于地面降水影响是明显的;不同的辐射传输方案对地面降水的影响存在较大的差异,并且这些差异在白天比在夜间明显;辐射传输过程对地面降水影响的差异主要表现在降水中心上,而对降水的地理分布改变很小;相对而言,不同的辐射传输方案之间对短波描述的差异对地面降水的影响明显,而对长波描述差异的影响不大;新辐射传输方案能够在一定程度上改进MM5对中尺度降水的模拟能力。

云滴谱的不确定性对中尺度降水的影响

云滴的谱分布通过改变云滴的有效半径影响辐射传输过程,改变大气的热力、动力状况,进而影响云的发展,因此云滴谱将影响云和辐射的相互作用,从而改变地面降水。利用包含详细云微物理方案的MM5V3中尺度模式对1998年6月8日华南暴雨和2002年7月22日长江暴雨进行了数值模拟,研究了中尺度模式中云滴谱的不确定性对地面降水的影响。模拟结果表明,云滴谱在中尺度地面降水中起着重要的作用,其不确定性对地面降水的范围影响很小,却能明显地改变降水强度,能显著地改变地面降水中心的降水量和中心位置,还可能改变降水的起止时间;云滴谱的不确定性能够引起最大超过10%的平均降水强度的改变,而且其差异在白天比夜间更明显。

某钢筋混凝土水池角隅受力优化设计

为对钢筋混凝土水池进行优化设计,从现有水池设计方法的不足之处入手,结合某接触消毒池实际工程案例,通过有限元分析的方法,运用有限元软件midasGEN和ABAQUS研究了水池角隅受力情况,得出了池壁的应力分布情况,并给出了优化设计的方法和建议。结果表明:在布置加强筋时,高度和长度只需要达到池壁高度的1/5,就可以满足设计要求,同时在不显著增加钢筋应力的前提下减小了钢筋应力分布范围。可见传统配筋方式不够经济,对其进行优化是合理的。

办公楼混凝土开裂原因分析及加固处理

某办公楼主体结构完工后第7～9层混凝土构件出现大量顺筋裂缝,检测鉴定结果表明,混凝土中氯离子含量过高,从而导致钢筋锈蚀膨胀是裂缝产生的主要原因。对于开裂严重部分,进行混凝土剔除,钢筋除锈,涂刷界面结合剂,重新浇筑混凝土等措施。对于轻微裂缝部分外涂渗透迁移型钢筋阻锈剂,封闭构件表面裂缝,外侧面抹30mm厚聚合物砂浆。自处理完毕至今,未发现混凝土构件出现新的裂缝。

钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过四片钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验,对不同轴压比和不同配筋形式的试件的破坏形态及破坏机制、耗能能力、延性性能等进行了对比研究。试验表明随着轴压比的增大,剪力墙的承载力增大,但同时延性和耗能减小,抗震性能降低;下部配有斜向对角腹筋的剪力墙的耗能要稍高于普通剪力墙,斜向钢筋的存在对阻止底部的剪切滑移起到了作用。

一个简单的雪晶辐射参数化方案及雪晶辐射对中尺度降水的影响

文章提出一个简单的雪晶辐射性质参数化方案,并利用1998年6月8日华南暴雨资料研究了雪晶的辐射性质对于中尺度降水的影响。结果表明:雪晶的辐射性质对中尺度降水的影响是不可忽略的,白天尤为显著;它能够明显地改变中尺度降水的局部特征,特别是降水中心的强度和位置,而对降水的分布影响不大。因此,建立独立的雪晶辐射参数化对提高中尺度模式对中尺度降水的预报能力是必要的。

某炼钢厂老旧冷却塔结构检测鉴定及加固处理

建于20世纪80年代的某炼钢厂冷却塔,存在混凝土脱落、钢筋锈蚀等问题。采用大空间三维激光扫描仪检测了塔体倾斜状况,对冷却塔的混凝土强度、缺陷损伤及循环水氯离子含量等进行了检测,分析了结构损伤原因。鉴定计算结果表明冷却塔通风筒筒壁及人字支柱承载力不足。针对冷却塔损伤状况,提出了对人字柱采用增大截面法加固、对通风筒壁采用钢丝绳-聚合物砂浆面层加固、对淋水构架预制构件采用修复或更换的加固方案,该冷却塔加固效果良好。

隧道洞口上方危岩崩塌块石运动规律及其对隧道的危害

为揭示危岩崩塌块石的运动规律及其对下方隧道洞口的危害,以都香高速昭通段乐红隧道洞口高陡边坡危岩区崩塌体为研究对象,运用理论计算与Rockfall数值计算2种形式对危岩区崩塌体失稳后块石的运动特征进行预测,运用Abaqus有限元软件模拟不同初速度、不同冲击落点下块石冲击隧道结构的动力响应,揭示不同因素对块石冲击隧道结构的影响程度。结果显示:理论计算与Rockfall数值计算结果吻合,崩塌块石经坠落、碰撞、滚动最终会与隧道引洞段上表面发生碰撞;与冲击落点相比,块石初速度对隧道结构的动力响应特性影响更大;块石冲击落点位于隧道圆拱圆心正上方位置时对隧道结构的损伤最大;不同冲击落点对碰撞回弹后块石的速度影响不大。

某中学图书楼抗震鉴定及加固设计

目前我国中小学校舍中存在很多砌体与混凝土柱混合承重的房屋,对这类房屋的抗震鉴定及加固设计应重视其结构布置的合理性。本文结合工程实例,通过对某中学图书楼的抗震鉴定,阐述了该工程存在的典型问题,并对加固方法进行了分析,确定了合理的加固设计方案,可为其他同类工程提供参考。

某厂房预应力混凝土双T板鉴定与加固

某单层工业厂房预应力混凝土双T板普遍存在承载力不足引起的弯曲裂缝及剪切裂缝且挠曲过大。经现场检测和计算分析,屋面修缮引起的超载是导致双T板开裂下挠的原因。分析双T板的损伤状况,并对其进行了加固处理,效果良好。

某小学砖混结构教学楼增层改造及抗震加固

抗震设防标准提高后,建设年代较早的中小学砖混结构房屋抗震措施普遍不足,对这类建筑增层改造时尤其应注意其抗震性能。通过对某小学砖混结构教学楼增层改造及抗震加固,较为详细地介绍了该工程抗震鉴定中存在的典型问题;结合抗震加固,对增层方法、加固方案、技术措施等进行了分析,确定了合理的加固改造设计方案,可为其他同类工程提供参考。

某厂房钢筋混凝土框架T形梁损坏分析及处理

某厂房支承双T板的钢筋混凝土框架T形梁在使用过程中出现斜向裂缝,翼缘损坏。依据检测结果,采用有限元分析软件ABAQUS对其损坏原因进行分析。结果表明,架梁翼缘较薄是导致其损坏的主因;在双T板板肋处集中荷载作用下,梁端板肋支承处承受较大的弯矩和剪力作用,混凝土主拉应力超过抗拉强度,产生斜向裂缝;屋面温度应力的作用加剧了斜向裂缝的发展程度及范围,并导致翼缘的损坏。对混凝土框架T形梁进行加固处理,增设了屋面保温措施。该建筑物加固效果良好,可为其他同类工程提供参考。

2006—2008年上海地区臭氧污染特征与评价指标研究

利用2006—2008年上海市的徐汇、浦东、宝山、金山、崇明5个监测站的臭氧观测资料,分析了上海地区的臭氧污染现状。从空间分布上来看,基本呈现中心城区低、郊区高的特征,宝山钢铁工业区较低而金山化工区较高;从时间分布上来看,3—11月均会出现臭氧浓度超标,7月臭氧超标天数最多,5月和8月的超标天数也较多。一天内小时平均浓度超标(>100 ppbv;国家环境空气质量标准)最多的时段为13—15时,而8小时平均浓度超标(>75 ppbv;美国EPA标准)最多的时段是9—10时;根据WHO、欧盟、美国和我国环境空气质量标准(简称我国标准)及上海市气象局气象灾害臭氧预警信号(简称上海市标准)所统计的上海地区各监测站点超标天数可知,WHO标准统计的超标天数最多,其次为欧盟,按我国标准和上海市标准所统计出的臭氧超标天数最少。8小时滑动平均统计的臭氧超标天数比按小时平均浓度统计的超标天数要多一倍左右。从保护人体健康的角度来看,用臭氧8小时平均来评价臭氧污染程度更为科学,采用小时平均浓度设定臭氧评价阈值进行污染预警和管理更具可操作性。

气象条件对上海世博会期间空气质量影响

观测资料显示,2010年世博会期间上海的空气质量为2001年以来同期最优。利用近10年上海近地面气象观测数据、美国环境预报中心NCEP/NCAR再分析资料和中国气象局国家气候中心的环流指数监测数据,分析了有利于空气污染扩散的近地面气象条件及大气环流特征,及其对上海世博会期间空气质量的影响。结果表明:2010年世博会期间,上海近地面东风明显偏多且偏大,近地层接地逆温明显少于往年,降水量和降水日数也较常年明显偏多,综合气象条件有利于空气质量的提高。西太平洋副热带高压较常年异常偏大、偏强、偏西,影响上海地区的夏季风更多源自西太平洋副热带高压南侧的偏东气流输送,这为上述区域的东风活跃创造了条件。尽管上海世博会期间的空气质量联防联控措施使得污染排放低于常年,但气象条件不利时,大气环流的输送扩散仍导致了上海世博会期间上海的3次污染事件,这说明气象条件是上海世博会期间空气质量优良的主要影响原因之一。

上海世博园上空边界层风垂直变化观测研究

利用平矩阵风廓线雷达于2007年7月17日至9月28日对上海世博园规划区上空的风垂直分布进行了观测。通过分析该地上空三维风场的日变化,发现夜间以偏西气流为主,白天风速较小,以偏东气流为主,表明该地区以海陆风为主导的环流特征是这一地区的局地环流日变化的基本特征。逐日变化分析表明,在8月2日以前主要以偏西北气流为主,之后基本是以东南气流为主,并且垂直运动特征以上升气流为主,强烈的垂直运动与偏西气流相关密切,同时偏北气流往往带来较强的上升运动。日夜平均廓线分析表明,夜间风速较大,并且夜间风速的垂直变化与白天相比也有很大不同,白天270 m以下风速随高度基本不变,而夜间从近地面向上风速随高度逐渐增大,低层<90 m的范围内白天风速大于夜间风速。城市冠层以上风向的日夜变化不明显,多为偏北气流控制。城郊风廓线的对比表明受城市下垫面粗糙度的影响,城市风速明显比郊区减小。城市和郊区的水平风速变化在城市冠层以上比较接近,相关系数达到了87%。

上海市区非甲烷有机化合物(NMOCs)的观测分析

为了研究大气中非甲烷有机化合物(NMOCs)总体现状、组成特点和不同物种臭氧产生潜力,以便在臭氧产生对NMOCs敏感的区域制定有效的臭氧控制政策,对上海市区徐家汇从2005年11月6日到2007年8月10日进行了每日24小时NMOCs采样。数据分析表明,上海市区NMOCs的日平均浓度没有明显的季节变化,大约在50nL/L,主要由烷烃类、烯烃类和芳香烃类组成。反应活性和浓度水平都较高的芳香烃类对臭氧光化学产生的贡献占主导性地位。甲苯、二甲苯、乙基苯、丁烯和丙烯是臭氧产生潜力最大的几个物种。上海市区大气中的NMOCs以人为排放为主,主要来自城市机动车尾气、建筑材料和有机溶剂的挥发以及南部金山化工区的排放。