面波法在深层水泥土搅拌墙中的应用研究

面波法的理论基础是英国学者瑞利提出的半无限弹性均匀介质中的瑞利面波理论,及其后来发展的半无限弹性层状介质中的频散理论,所有这些理论的前提是半无限弹性空间,对于像水泥土搅拌墙等水平方向宽度有限,并且往往宽度很小的弹性介质,对其瑞利面波的特性研究的很少。对于有限宽度弹性介质,根据其边界条件的不同可以简化为平面应力、平面应变、弹性约束三种情况。通过理论分析发现三种情况下,其瑞利面波(直达波)的速度与半无限弹性空间中的瑞利面波速度相差很小,并通过室内模型试验验证了这一结论,为瑞利面波在水泥土搅拌墙等宽度有限的弹性介质中的应用提供了科学依据。

钢结构束柱的抗侧性能分析

将普通钢支撑和屈曲约束钢板剪力墙引入到束柱中,并选择2层的平面钢束柱,对比研究了不同支撑布置方式以及不同钢板剪力墙尺寸下束柱的承载力、抗侧刚度和延性。结果表明:钢支撑束柱的抗侧性能与支撑的数量及长细比密切相关;屈曲约束钢板剪力墙能够为束柱提供很大的抗侧刚度,同时也承担了绝大部分层间剪力;在相同缩进高度下,增加钢板剪力墙的缩进宽度对束柱抗侧性能的提升效果明显。

反向传递神经网络在水泥土无损检测中的应用

通过水泥搅拌土室内试验,研究了水泥搅拌土的各种物理力学特性,根据试验数据建立了水泥搅拌土无侧限抗压强度、灰土比与养护条件、养护时间、纵波波速、横波波速的神经网络模型,然后对水泥土的强度和灰土比进行计算和预测。研究结果表明,神经网络模型不仅可以综合考虑各种因素的影响,而且具有较高的预测精度,是一种很好的无损检测信息处理工具,在岩土工程无损检测中具有广阔的应用前景。

爆炸冲击荷载作用下SRC柱等效单自由度模型

爆炸冲击荷载作用下结构构件的反应分析方法常用的是等效单自由度模型,在现有的有关资料中,等效单自由度模型主要用于钢筋混凝土构件和钢构件。等效单自由度模型的关键是确定等效弹性位移、破坏位移和屈服强度。以通用有限元分析软件LS-DYNA为基础,研究了钢骨混凝土(SRC)柱在爆炸冲击荷载作用下的反应特征,确定出了等效单自由度模型的等效弹性位移和破坏位移;以常规SRC柱设计理论为基础,提出了等效单自由度模型的等效屈服强度计算公式。最后用所建立的等效单自由度模型和LS-DYNA软件分别对8根SRC柱共48种爆炸冲击荷载工况进行对比分析,验证了所提出的等效单自由度模型。

爆炸荷载作用下SRC柱中混凝土的断裂破坏原理

以计算机模拟为手段,研究分析了SRC(Steel-Reinforced-Concrete,简称SRC)柱在爆炸冲击荷载作用下钢骨周围混凝土的断裂破坏原理。发现由于所受爆炸冲击波荷载性质的不同,SRC柱中的混凝土可以分为3种破坏模式:冲击波直接破坏、冲击波冲量破坏和冲击波能量破坏。该研究成果不仅为进一步研究SRC柱在爆炸冲击荷载作用下的破坏模式提供了研究基础,并且为SRC柱的抗爆设计和抗爆加固提供了指导作用。

动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展

在地震、爆炸、冲击等动力荷载作用下,材料的力学特性与准静态荷载作用下有本质的区别。在建筑结构抗震、抗爆设计规范中,常采用增大材料屈服强度(或极限强度)的方法来考虑材料的应变率效应,但是,该方法分析结果与实际情况有较大差别,所以,在对结构进行抗震、抗爆和抗冲击分析时,必须采用考虑应变率效应的本构模型。本文综述了国内外关于应变率(时间)效应有关的固体材料动态本构模型,对每种模型进行了简要分析,指出了其使用范围和优缺点,并根据现有的钢与混凝土材料的动力试验结果,提出了建立固体材料动态本构模型时应考虑的主要问题,对建筑结构的抗震、抗爆和抗冲击分析研究具有指导意义。

建筑结构抗爆设计研究发展概述

在总结国内外大量关于抗爆研究和抗爆设计文献的基础上,阐述了建筑结构抗爆设计和抗爆加固的常用方法和研究现状,重点从建筑结构抗爆设计和抗爆加固基本方法、爆炸空气冲击波荷载、固体材料在冲击波荷载作用下的特性和动态本构模型以及抗爆分析手段和方法研究等方面进行了说明,分析了抗爆设计研究的难点和方向,对了解和掌握建筑结构抗爆设计和抗爆加固的基本方法和研究现状、进行建筑结构抗爆设计和抗爆加固的深入研究具有指导意义。

爆炸荷载作用下弹性梁的能量解析法分析

爆炸荷载作用下结构的分析分为两类:波动理论和振动理论。因为爆炸荷载持续时间非常短暂,并且应力波在结构构件中的传播非常迅速,所以爆炸荷载作用下结构构件的反应主要以整体振动为主。根据爆炸荷载持续时间与结构构件特征周期的比例关系,结构构件在爆炸荷载作用下的反应可以分为脉冲荷载区、准静态荷载区和动态荷载区。本文作者根据能量守恒基本原理,推导了弹性简支梁在爆炸荷载作用下的基本计算公式,重点研究了动态荷载区弹性简支梁的反应特征,并提出了荷载时间系数的概念。通过大量的有限元分析,得到了弹性简支梁荷载时间系数在不同荷载区的计算公式,为弹性简支梁的抗爆分析提供了理论依据。

卡车撞击固定式防撞柱的数值模拟及碰撞分析

近些年的恐怖袭击中,汽车炸弹已成为攻击建筑物和基础设施的主要方式。固定式防撞柱是一种车辆障碍设施,具有阻挡车辆的作用,以控制爆炸距离。本文采用LS-DYNA软件,建立了数值模型,模拟卡车与固定式防撞柱的碰撞过程,并通过比较数值模拟得到的车辆及防撞柱动力响应时程与实车撞击试验的实测记录,验证了数值模拟的有效性。本文还通过分析碰撞过程中发动机的运动轨迹,提出了用于阻挡卡车的防撞柱高度不应小于900 mm的设计要求。

水泥土搅拌墙瞬态面波法无损检测模型研究

水泥土搅拌墙强度检测是其质量控制的重要手段,以往采用钻芯取样等手段进行检测,但是因扰动等原因,效果往往不甚理想,因此发展无损检测技术是非常必要的。瞬态面波法的理论基础是英国学者瑞利提出的半无限弹性均匀介质中的瑞利面波理论及其后来发展起来的半无限弹性层状介质中的频散理论,因其具有同时可以大范围检测,精度好、效率高等优点,在无损检测方面有很好的前景。文章通过水泥搅拌土室内试验、水泥土搅拌墙室外面波测试和室内测试对比分析,提出了水泥土搅拌墙的基于瞬态面波无损检测模型,该模型在岩土工程无损检测中具有广阔的应用前景。

我国建筑模数标准的现状研究

在住宅产业化的时代背景下,建筑模数的作用显得尤为重要。本文通过回顾我国建筑模数标准过去的发展与现状,分析我国现行建筑模数标准存在的问题并提出未来的发展方向以促进住宅产业化的发展。

侧向冲击作用下钢管混凝土构件的简化分析模型

对两端固定的钢管混凝土构件在冲击作用下的动力响应进行数值模拟,通过分析构件支座与跨中"塑性铰"形成机制及特征,提出了圆钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的简化分析模型.一系列工况的比较与验证表明,简化分析模型估算结果与数值模拟结果误差较小,该模型在估算跨中、支座动态截面极限弯矩以及跨中截面最大挠度方面,可以得到比较满意的计算结果,可为工程提供参考.

方钢管柱对穿螺栓柱-柱拼接节点轴压承载性能试验研究

小尺寸闭口截面柱的螺栓拼接技术国内外研究较少,提出了一种新型的以内套筒作为连接件,以高强度螺栓和对穿螺栓作为紧固件的拼接节点形式。通过轴压破坏试验分析节点的受力特性、承载力和破坏方式,提出节点强度设计建议。结果表明,节点连接安全可靠,但由于存在螺栓滑移,适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的连接中。

爆炸冲击荷载作用下框架柱简化分析模型研究

爆炸冲击荷载作用下结构的反应分析属于典型的动力学问题,由于爆炸冲击荷载作用位置的局部性和作用时间非常短暂,结构构件的抗爆分析与地震荷载作用下的动力分析有显著不同,结构构件抗爆分析具有明显的局部性,结构构件在爆炸冲击波荷载作用下的受力与整体结构关系不大,只与受力构件周围一定范围内的结构构件刚度有关,在爆炸冲击荷载作用下,可以把结构构件简化为考虑端部约束条件的单根杆件进行分析。本文以理论分析为基础、以AN-SYS通用大型有限元分析软件为工具,研究了柱端约束条件对框架柱在爆炸空气冲击波作用下分析结果的影响,提出了一种框架柱抗爆分析计算的简化模型,对结构抗爆分析研究和设计具有指导意义。

矩形钢管柱与H形梁端板对拉螺栓连接滞回性能研究

钢结构梁柱节点有多种形式,国内外学者研究多侧重在H形梁和H形柱的连接上,对于H形梁和矩形钢管柱(RHS柱)的连接研究则很少。由于矩形钢管柱是封闭截面,节点难以采用普通螺栓连接,采用对拉螺栓连接是这种节点的一种构造解决方案。基于理论模型、结合试验和有限元方法对矩形钢管柱与H形梁端板对拉螺栓连接的滞回性能进行研究,探讨该种连接形式的滞回特性。在试验滞回曲线的基础上,提出了节点的恢复力模型,该模型对钢框架的抗震设计具有较好的参考价值。

标准化束柱住宅钢结构体系研究

随着我国城市化进程的高速推进,多高层工业化住宅已成为建筑工程界的发展热点。对一种新型住宅结构体系——标准化束柱住宅钢结构体系进行了研究,以实现模数化和标准化设计为原则,通过应用该体系对不同建筑方案进行试设计,具体确定了其构件组成。同时,通过技术经济对比分析,考察了标准化束柱住宅钢结构体系应用于多高层住宅的可行性。验证了标准化束柱住宅钢结构体系是一种适应住宅产业化需求、极具推广价值和发展潜力的新型钢结构住宅体系。

某带大悬挑钢桁架高层建筑的ABAQUS大震非线性分析

采用ABAQUS对某带大悬挑钢桁架高层建筑进行了大震作用下的非线性反应分析,进行了3组地震波,三向输入并调换主方向总计6个工况的罕遇地震弹塑性分析。分析结果表明:结构薄弱层位于8至10层带悬挑钢架层。大震下结构最大层间位移角为0.0082,小于《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]限值1/100的要求。结构首层边柱轴力远小于轴向承载力,核心筒首层墙体未见大片损伤破坏。剪力墙连梁破坏严重,能较好地耗能从而减轻墙体的破坏。楼板受压破坏较小,只存在于少量楼板与核心筒接触部分。第8、9、10层悬挑钢桁架均没有进入塑性。

试件断裂对万吨级多功能结构试验系统隔振层影响的数值分析

万吨级多功能结构试验系统是中国建筑股份有限公司研制的重型结构试验设备,试验系统的综合功能和加载能力为世界同类设备之最。为减少试验系统对周边办公区域的影响,在设备的基座下面设置了隔振层。采用ANSYS瞬态动力学分析方法,针对试件断裂对万吨级多功能结构试验系统隔振层的冲击影响进行了分析,提取了试验系统基座底部边界角点的X、Y、Z方向位移和单个隔振器的Z方向受力时程曲线,对比分析了不同卸载时间对隔振响应的影响,并校核了隔振器的安全性,对模拟试件断裂的卸载时间提出了建议。针对不同隔振器数量布置的隔振层,计算了试件突然断裂时隔振效果的区别,提出了隔振器数量的建议。

车辆冲击荷载下防撞杆的简化设计方法研究

近年来发生的规模较大的恐怖袭击活动中,车载简易爆炸装置(VBIED)逐渐成为建筑结构与基础设施安全的重大危害。防撞杆作为重要建筑周边的第1道安全屏障,能够有效地控制潜在威胁车辆对建筑物的侵入。因此,以防撞杆为代表的阻拦型防爆路障在英、美等发达国家已有广泛应用。为了规范阻拦型防爆路障的试验测试及评定标准,英、美等国都相继颁布了本国阻拦型防爆路障的评测规范,其中美国规范中提出了一套K级抗撞等级标准。利用显式动力分析软件LS-DYNA的强大模拟功能,结合美国规范中的K4等级对应工况,提出了一套适用于钢管混凝土防撞杆的简化设计方法,可供今后的工程应用参考。

网架模型日照温度效应试验研究

大跨度空间结构具有杆件众多、高次超静定、温度效应复杂等特点,为研究日照下空间结构的温度效应大小,设计制作了等边三角形平板网架模型进行温度试验。以实测数据为依据,研究网架模型温度与应力的关系以及温度变化所产生的温度应力、变形大小。结果表明,日照下网架模型温度与温度应力相关性明显,网架下弦温度应力最大,最大轴向应力可达64.2MPa,最大弯曲应力可达15.85MPa;上弦温度应力最小,最大轴向应力只有18.8MPa;网架下弦靠近支座节点变形最大,最大值可达0.5mm。该研究可为空间结构非均匀温度场数值模拟方法的准确性验证提供标准、可靠的模型依据。