不锈钢复合钢H形截面钢梁受剪承载性能

基于复合钢本构模型,明确了复合比β对不锈钢复合钢应力-应变性能的影响。通过试验结果的承载曲线和破坏模式验证了数值模拟方法的准确性,进而以β、腹板宽高比a/hw和腹板高厚比hw/tw为变量开展300个数值模型的参数分析,系统分析了各变量对不锈钢复合钢H形截面钢梁受剪承载曲线和极限承载力的影响。研究结果表明:随着β的增加,不锈钢复合钢应力-应变曲线中的屈服平台逐渐消失,复合钢应力-应变性能逐渐由碳钢转变为不锈钢。当β较小时,不锈钢复合钢应力-应变曲线存在明显的屈服平台,这削弱了复合钢的应变强化对H形截面钢梁受剪承载性能的有利影响。随着β的增加,不锈钢复合钢的非线性应变强化性能逐渐增强,导致H形截面钢梁的延性性能逐渐提高,强度性能逐渐降低。经过验证,既有的欧洲规范设计公式对不锈钢复合钢H形截面钢梁受剪极限承载力的预测过于保守。基于参数分析结果,建立了考虑β影响的腹板贡献系数计算方法。研究结论有助于推广不锈钢复合钢的工程应用。

电辅助不锈钢/碳钢异步轧制剪切变形规律研究

双金属异步轧制复合过程中,变形区存在的剪切变形是增强复合板结合质量的关键因素。采用有限元法模拟不锈钢/碳钢轧制复合过程,研究轧制过程中复合面应变各组成部分随时间变化历程,并以增强复合面剪切变形为目标,提出电辅助轧制技术与异步轧制工艺相结合,设计正交实验探究电辅助异步轧制过程中初始厚度比、压下率、电流密度、异速比对复合面总剪切应变的影响权重。结果表明,异步轧制明显增强了复合面中性点附近的剪切变形,电辅助异步轧制下增大压下率、减小初始厚度比能显著增加复合面总剪切应变,增大电流密度、降低异速比的影响次之。

海洋土动剪切模量比和阻尼比预测不确定性特性

土体动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ随剪应变幅值γ_(a)的变化曲线的不确定性对场地非线性地震反应分析结果的不确定性有重要影响。以莱州湾海床110 m以浅的原状粉质黏土试样G/G_(max)和λ的试验数据为例,采用Davidenkov骨架曲线描述G/G_(max)曲线,λ表示为小应变阻尼比λ_(min)和G/G_(max)的函数,发现描述G/G_(max)曲线的参数A、B、γ_(r)及λ_(min)的预测方程均为海床深度H的函数。基于点估计法的不确定性传递分析表明,参数A、B和γ_(r)三者的不确定性共同引起的预测G/G_(max)的总体不确定性以及仅由单一参数A、B、γ_(r)值的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性均随γ_(a)的增大而先增大后减小。预测G/G_(max)的总体不确定性和仅由B或γ_(r)的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性均随H的增加而降低;参数A的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性随H的增加而增大。由G/G_(max)和λ_(min)两者的不确定性引起的预测λ的总体不确定性以及仅由G/G_(max)的不确定性引起的预测λ的单变量不确定性均随γ_(a)的增大而略有先增大后减小的趋势,且均随H的增大而略有减小。由λ_(min)的不确定性引起的预测λ的单变量不确定性与γ_(a)无关且随H的增大而略有增大。

分布式光纤声波传感背景噪声近地表成像:在北京房山的应用

低成本、高可靠地获得人口密集地区的浅层地下结构,对地震安全性评估和地下空间开发具有非常重要的意义。分布式光纤振动/声波传感(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来发展较为迅速、传感机理不同于传统地震仪的新型观测技术,利用一条普通通信光缆和一个调制解调器就可以实现高密度、长距离的振动测量。我们在北京房山用一段460 m浅埋光纤记录的12个小时背景噪声,获得瑞利波相速度频散曲线,反演出地下浅层S波速度剖面,可以看到厚约15 m起伏较缓的低速土层,反演结果与传统的噪声H/V谱比法探测结果相似,但本文结果有更丰富的结构细节。认为利用DAS高分辨率近地表速度结构探测是可行的,如果能够利用已有的长距离地埋光缆资源,将为近地表低成本、高分辨率成像研究提供新的手段。

竹帘竹胶合板弹性常数的动态测试与分析

竹胶合板的弹性常数是决定其力学性能的重要指标。为了快速、简便、准确地检测竹帘竹胶合板的弹性模量、剪切模量和泊松比,采用自由板模态法和自由板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的纵、横向板试件的弹性模量E和剪切模量G,采用悬臂板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的泊松比μ;利用静态四点弯曲法试验验证了动态测试竹帘竹胶合板弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性与可靠性;并对整板的质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明:竹帘竹胶合板的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为0.7 GPa、1300 MPa和0.12,均符合GB/T13123—1991和LY/T 1575—2000中一等品规定要求;竹帘竹胶合板不满足G=E/2(1+μ)的关系式,为各向异性材料;动静态法测试得到竹帘竹胶合板试件弹性常数值一致,且动态测试法具有快速、简便、重复性好和精度高等优点。

应变累积对黏土动剪模量和阻尼比影响的试验研究

通过对比试验,研究了分级循环加载试验中的应变积累现象,分析其对土动剪模量和阻尼比的影响,并指出:由于剪切应变的积累,分级循环加载试验得出的滞回曲线随着加载级数的增加,而沿着剪应变轴逐渐发生平移,但其形状特性并未发生变化。讨论了分级加载试验数据处理的方法,试验结果表明:先前的较小幅值荷载作用下产生的累积应变对后继较大幅值荷载下测得的动剪模量和阻尼比影响较小。最后,分析了分级循环加载试验方法的意义。

单箱四室波形钢腹板组合箱梁桥承剪分析

为明确单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥的剪力传递路径,以某单箱四室波形钢腹板组合箱梁斜拉桥为背景,采用有限元法建立全桥模型,针对其58m连续跨选取5个控制截面,分析自重和偏心荷载作用下各控制截面混凝土顶底板和各钢腹板的承剪比。结果表明:剪力由混凝土顶底板和波形钢腹板共同承担,承剪比与结构的边界、作用的荷载、截面位置有密切关系;自重作用下各钢腹板承剪比对称,截面剪力的方向影响钢腹板的承剪比例,中腹板承剪比最小;偏载直接作用的钢腹板承剪比高于其余钢腹板的承剪比;横隔板对混凝土顶底板和钢腹板的承剪比影响不大,仅对横隔板区域的钢腹板承剪比产生一定影响。

大跨越杆塔埃菲尔效应分析

风荷载在空间中包含3个分量,在不同的高度处,风速存在不确定性。分别采用内力比法、折减系数法和剪力比方法对某大跨越杆塔进行埃菲尔效应分析,研究风荷载的不均性对杆塔斜材内力的影响。研究结果表明:大跨越杆塔下部塔身斜材存在埃菲尔效应,采用剪力比法时,埃菲尔效应更为明显。进行大跨越杆塔设计时,建议采用剪力比法进行设计。

多肋火灾下混凝土T形梁桥实体剪力滞比研究

为研究多肋火灾下混凝土T形梁桥的剪力滞变化规律,以横桥向5片T形梁组成的混凝土简支梁桥为背景进行分析。采用ANSYS建立混凝土T形梁桥多肋火灾模型,分析多梁肋在对称火荷载作用下,混凝土T形梁桥实体剪力滞比的变化特征。结果表明：所有梁肋受火时,随火温持续时间的延增,剪力滞比呈指数曲线趋势逐渐增加,且处于负剪力滞分布状态;单侧半跨5片梁肋受火,火温持续时间在20min内时,剪力滞比变化明显,火温持续时间在20～60min时,剪力滞比基本回至初值,且随火温持续时间的延增,剪力滞比时程曲线逐渐向初始状态靠拢,走势平坦;桥跨方向非连续梁肋受火,近火梁肋剪力滞比显著。

单箱双室简支箱梁的剪力滞效应研究

研究目的:多室箱梁在竖向弯曲变形时,对应于初等梁理论纵向应力计算模式,存在多种横向剪力滞效应模式。本文在分析单箱双室箱梁剪力滞效应的基本模式和力学机理的基础上,结合铁路单箱双室简支箱梁算例,研究在跨中集中力和满跨均布荷载下,不同剪力滞效应模式的分布规律。以对剪力滞效应影响较为突出的高跨比为变量,研究高跨比变化对各剪力滞模式的影响规律。研究结论:通过对双室箱梁的剪力滞效应分析,得出:(1)以双室箱梁为代表的多室箱梁,对应于同一纵向对称荷载,存在着多种剪力滞效应模式,且不同模式的剪力滞效应差异较大;(2)在单箱双室箱梁的多种剪力滞效应模式中,集中力仅作用于中腹板时,截面的剪力滞效应最为突出,同时剪力滞效应对高跨比的改变最为敏感;(3)考虑到多室箱梁剪力滞效应的多模式性,在进行多室箱梁设计时,应充分考虑不同荷载作用模式对剪力滞效应的影响;(4)本文研究方法和结论可为多室箱梁桥的设计和力学分析提供理论借鉴。

考虑横向剪切效应的竹材层合板弯曲变形

用层梁经典理论、一阶剪切变形理论以及有限单元法分别计算了竹材层合板梁的弯曲变形。为验证理论分析与数值计算结果是否合理 ,对实际结构变形进行了测定。结果显示 ,竹材层合板梁在跨高比较小时具有十分显著的横向剪切效应 ;一阶剪切变形理论与有限单元法均能足够精确地反映含有剪切效应的梁的弯曲变形 ;横向剪切效应很小时 。

双向增强体复合地基桩土应力比分析

针对双向增强体复合地基,由于桩体与桩间土变形不协调,导致路堤填土内部垂直变形有差异,应力状态发生变化。引入剪切位移法来分析路基填土中水平加筋体的变形和应力传递规律,在综合考虑填土力学性质(c,?)和水平加筋体作用的基础上,通过微元体平衡分析推导得到了桩土应力比、桩顶刺入量等计算公式。通过工程实例验证公式的可靠性,并综合分析了相关因素对桩土应力比的影响,得到了一些有益的结论。

国产日本落叶松正交胶合木抗弯弹性模量评价方法

采用国产日本落叶松锯材制备正交胶合木(CLT),分别采用静力法和纵向振动法测定CLT抗弯弹性模量,并采用剪力类比法预测等效抗弯刚度,分析无损检测技术和理论计算的可行性与准确性。结果表明:静力法测试时随着跨高比的增加,CLT的抗弯弹性模量呈现递增趋势,建议跨高比≥24;动态抗弯弹性模量均高于静态抗弯弹性模量,相对误差在10%以内;剪力类比法能够有效预测CLT等效抗弯刚度,预测值和实测值相对误差在±5%以内。

低配筋剪力墙双边抗震加固试验研究

北京前三门地区有一些建于上个世纪70年代的鱼骨式剪力墙混凝土建筑。该建筑修建时间较早,受经济与技术条件限制,剪力墙混凝土强度低,配筋率不满足现行建筑抗震规范要求。北京市建筑设计研究院提出了外套式加固方案,该方案具有不入户,节能保温,增大使用面积等优点。为了检验外套式加固方案的性能,本文设计了2个双边加固剪力墙试件与2个未加固试件,对其进行了拟静力试验研究。试验结果表明,加固后墙体承载力明显提高,加固后墙体具有良好的延性。

常规土类动剪切模量阻尼比超越概率计算方法

土的动剪切模量比和阻尼比是土层地震反应分析、工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中的必备参数,但其不确定性显著,对地震动和抗震设计影响很大。本文以我国常规土类动剪切模量比和阻尼比与剪应变非线性关系试验为基础,研究考虑这两个动力参数变异性下其超越概率的计算方法。方法包括了试验数据的整理、超越概率的计算以及两个动力参数和超越概率关系模拟等几个步骤,最后给出了我国常规土类动剪切模量比和阻尼比超越概率的计算公式,为我国基于概率和可靠度思想的工程地震安全风险评估提供了一定基础。

桩-土间剪切应力的传递探讨

对不同情况下桩-土间剪切应力进行了初步的理论分析,并基于ADINA有限元程序,对不同情况下的桩-土间剪切应力进行了计算对比分析。结果表明,同种土体和桩体条件下,各种模式达到极限状态时桩-土间剪切应力不同,堆载作用下负摩擦力值最大,抗拔桩负摩阻力值最小,桩顶受压桩、托桩的摩阻力值介于其间;桩材泊松比在0.15～0.35范围内时,桩侧摩阻力随泊松比的增大而增大。所得结论有助于进一步认识桩-土相互作用规律以及桩-土荷载传递机制。

基于H/V谱比法的新疆地区不同类别场地地震效应特征研究

收集新疆地区不同场地类型强震动记录,根据水平/垂直谱比法,得到了区域Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类场地平均放大曲线,场地最大放大值分别为1.5、2.4及2.6。通过分析周期为0.1、0.3、0.5、1.0、3.0 s场地放大值与PGA、PGV、PGD、等效剪切波速V_(S20)值的相关性和趋势,发现不同周期对应场地放大值与PGA、PGV、PGD相关性较弱且场地放大值均维持在一定值,但不同周期对应场地放大值与V_(S20)呈负线性相关且Ⅰ类场地放大值下降速率较快。

基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法

级配碎石的主要缺陷是易产生较大的塑性变形。在分析现行级配组成设计方法的基础上,根据连续密级配碎石的加州承载比(CBR)试验和利用研制的柔性材料剪切性能测试仪进行的剪切性能试验结果,对基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法进行了研究。结果表明:以CBR值和剪切强度为组成设计的性能控制参数,CBR值应不小于180%,剪切强度应大于0.52 MPa;以最大粒径、泰波(Taibol)级配指数n值和基于双指标控制的关键筛孔及其通过率合理变化范围作为级配控制参数,最大粒径宜为31.5 mm,要求不高时可以放宽到37.5 mm;n值控制在0.45~0.50之间,以0.50为宜;4.75、2.36、0.60、0.075 mm筛孔应作为关键筛孔予以控制;通过率应在基于双指标控制的合理变化范围内。由此提出了基于抗变形能力的级配碎石组成设计方法,通过试验路应用表明,该设计方法可以有效控制级配碎石的塑性变形。

脉冲激振法测试耐火材料杨氏模量的原理与应用

阐述了脉冲激振法测试耐火材料杨氏模量的原理和应用,指出脉冲激振法可用于耐火材料杨氏模量的单一温度点测试、升温过程连续测试,可同时用于杨氏模量、剪切模量和泊松比的测试;杨氏模量随温度变化的趋势,可为判断材料在高温下的力学性能变化提供依据。

大连饱和黏土动力特性研究

利用"土工静力-动力液压三轴-扭转多功能扭剪仪",使用改进的真空抽吸法制备重塑饱和黏土空心试样,采用单独试样振后固结再振(加卸载)的试验方法,探讨了大连饱和黏土的动力特性.试验结果表明:在微小应变下避免孔隙水压力明显升高,使用单独试样通过改变固结压力的方法获得的最大动剪切模量Gmax和阻尼比ξ与用多个试样常规方法获得的结果很接近,是比较可靠的;卸压时的G随固结压力的减小而降低,下降的梯度比加压时的小.试验中将非接触式与接触式角位移计联合使用,以提高微小剪应变的测量精度.试验得到的归一化后的G/Gmax-γ和ξ/ξmax-γ基本落入一个很窄的范围内,并且由G/Gmax-γ和ξ/ξmax-γ关系曲线可用公式估算出G和ξ.采用这种单独试样振后固结再振的方法可以节省取样数量和解决土性不均匀问题,并且在试验结果可靠的基础上能够提供很多便利.