锚定板位移-荷载关系近似解析算法

首先,通过适当的假设,基于弹性地基梁理论,提出了黏性土中锚定板位移-荷载关系的近似解析算法。其次,基于6个不同尺寸方形锚定板位移-荷载关系的数值模拟结果,获得了土体水平基床系数的比例系数与锚定板水平位移关系式中的两个拟合参数。然后,用锚定板现场抗拔力试验结果验证了理论分析方法的可行性。最后,讨论了土的黏聚力及内摩擦角对锚定板抗拔承载力的影响。研究结果表明,在某一深度范围内方形锚定板位移-荷载关系近似解析算法是可行的。

基于摇摆与剪切协同的柱脚叉接木框架抗侧荷载-位移曲线模型

榫卯连接木框架是传统木结构中的基本承力构件,研究表明其在竖向和水平荷载共同作用下具有摇摆和剪切两种抗侧机制。文章综合考虑木框架摇摆与剪切变形,根据变形协调和弯矩平衡条件,推导竖向荷载和水平荷载共同作用下,柱脚叉接榫卯连接木框架抗侧荷载-位移关系的曲线模型,提出木框架抗侧弹性极限荷载点、峰值荷载点及其切线刚度和下降段刚度的计算方法。基于叉接柱脚木框架抗侧试验对模型进行验证,结果表明:理论模型与试验结果吻合较好,模型计算结果误差小于15.5%。理论研究成果对于传统木结构抗震性能分析和设计具有参考价值。

竹集成材-定向刨花板钉连接力学性能

竹木组合剪力墙是一种以竹集成材(laminated bamboo lumber, LBL)为墙骨柱、定向刨花板(oriented strand board, OSB)为覆面板,两者通过铁钉连接而成的抗侧力构件。风荷载和地震作用下竹木剪力墙的破坏往往始于LBL与OSB间的钉节点失效。以钉直径d、OSB钉边距a、LBL钉边距b和加载方向为参数,制作并测试了6组共150个LBL-OSB钉节点试件,研究其破坏模式、承载力和变形性能。结果表明:破坏模式与OSB钉边距和LBL钉边距密切相关,主要表现为OSB面板边缘撕裂破坏、钉子“单铰”弯曲破坏、钉子穿透面板和LBL端部剪切破坏。当OSB钉边距或LBL钉边距不满足构造要求时,试件容易发生过早的脆性破坏。OSB和LBL的钉边距最小值为15 mm。极限荷载随着钉直径的增大而增大,横纹试件的承载能力略低于顺纹试件。试件的荷载-位移曲线可大致划分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降阶段,Folz提出的本构模型可以很好地模拟LBL-OSB钉节点的荷载-滑移本构关系。研究成果可为竹木结构剪力墙的设计和有限元分析提供参考。

PVC-CFRP管混凝土柱-RC环梁十字形节点滞回特性数值模拟研究

在试验研究基础上,选择合适的材料本构关系,采用纤维模型法,对低周反复荷载作用下PVC-CFRP管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点的荷载-位移及弯矩-曲率骨架曲线进行全过程分析。在验证模型准确性的基础上,研究核心区混凝土强度、环梁高度、柱直径和梁纵筋配筋率对试件骨架曲线的影响规律。结果表明,随着环梁高度、柱直径和梁纵筋配筋率的增加,试件的承载力和延性增大。随着核心区混凝土强度的增加,节点的承载力提高而延性有所降低。基于试验与数值模拟的分析结果,考虑环梁节点经济性与合理性,建议节点区混凝土强度不宜超过C60,环梁高度宜取340~440 mm,环梁宽度与柱直径的比值宜控制在0.33~0.50之间。

方钢管混凝土柱-钢桁架结构破坏模式分析

基于叠加原理,假定钢桁架与钢管混凝土柱的变形互不耦合,提出针对这种框架的节点子结构受力机理简化分析模型并采用试验验证.其中,钢桁架的荷载-位移曲线由铰接机制、刚接机制叠加得到;钢管混凝土柱的荷载-位移曲线则基于弯矩-曲率方程与等效剪切刚度计算得到.通过对钢桁架、方钢管混凝土柱承载力的分析,可判断结构的破坏模式与承载力.简化模型预测的破坏模式、荷载-位移曲线均与试验结果吻合较好,承载力与试验值接近.针对方钢管混凝土柱-钢桁架结构的不同破坏模式,还对其与抗震性能的相关性做了进一步的探讨.

弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体拔出荷载影响分析

研究了单根弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体拔出全过程;利用自制模具,通过试验得到不同埋深弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体中拔出全过程的荷载-位移关系曲线;对弓形钢纤维进行分段分析,将弓形钢纤维分为平直段与弯钩段,对弯钩段在拔出过程中的受力特征,以及其在拔出时塑性变形与摩擦力之间的耦合机理进行研究,分析说明了弓形钢纤维最大拔出荷载成因与平直钢纤维的不同点;对试验数据进行分析,得到弓形钢纤维最大荷载-埋深关系曲线。

基于双曲线模型的抗拔桩荷载传递分析方法研究

实际工程中,建筑物并不总是产生沉降,当受到地下水浮力、地震荷载以及风荷载时,建筑物也可能产生向上移动的趋势,承受上拔荷载的抗拔桩就是用来抵抗这部分作用力的有效方法之一。然而相对于抗压桩而言,目前关于抗拔桩的研究不够深入。该文将荷载传递法应用到抗拔桩的变形分析,即建立了基于双曲线模型的荷载传递方程,应用边界条件、连续性条件推导出抗拔桩的荷载-位移关系式。

砂浆受腐蚀锚固体的锚固特性试验研究

采用室内加速腐蚀试验方法,研究了砂浆受腐蚀后砂浆锚杆锚固体的锚固特性变化情况。通过对不同腐蚀阶段砂浆锚杆锚固体中锚杆-砂浆界面以及砂浆-基体界面的黏结强度及荷载-位移关系的测试及分析,得到了界面黏结特性随砂浆腐蚀时间的变化关系。结果表明:随着砂浆受腐蚀程度的增加,锚杆-砂浆-基体三者界面间的黏结强度均呈线性下降,锚杆-砂浆界面间剪切刚度随着腐蚀时间的增加而减小,而砂浆-基体界面间的剪切刚度受砂浆腐蚀程度的影响不大,但界面间的化学胶着力会随砂浆腐蚀程度的增加而降低。

MPC黏结CFRP加固混凝土的抗折性能

为了解决传统有机胶黏结纤维布(fibre reinforced polymer/plastic,FRP)加固存在耐久性和耐火性不佳等问题,采用新型黏结材料磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)和环氧胶(epoxy adhesive,EP)分别黏结碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer/plastic,CFRP)加固的混凝土试件并进行了抗折性能研究,分析了各类试件断裂类型、抗折强度等性能,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,通过黏结界面破坏时形态机理的比较研究发现:MPC与CFRP复合加固混凝土抗弯试件能达到EP加固的效果,界面能发挥较好的抗剪黏结效果.

钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥非线性分析

对钢筋混凝土结构进行非线性分析,可以认识结构在各类荷载作用下的受力性能和破坏机理;可以为结构进行合理的设计和施工提供依据和参考。运用fortran90编制程序计算普通混凝土及预应力混凝土梁式桥弯矩-曲率和荷载-位移关系曲线,模拟其从加载、开裂直到破坏的全过程结构反应,从而对其进行非线性分析,该计算结果与相关试验结果较为吻合,对于梁式桥非线性分析具有足够的精度性和适用性。

圆不锈钢管混凝土轴压短柱三维有限元分析

首先通过四分之一圆片模型来模拟圆不锈钢管混凝土轴压短柱。在验证了建模可靠性的基础上,对Lam和Gardner的不锈钢管混凝土短柱轴压试验进行了模拟。计算结果表明有限元计算结果和试验结果总体上吻合良好。在此基础上,利用该有限元模型对采用不同径厚比、不同混凝土强度等级的圆不锈钢管混凝土的轴向应力-应变关系进行分析。结果表明:在保持相同混凝土强度等级的情况下,径厚比越小,不锈钢管对核心混凝土的约束效应越好,核心混凝土强度提高越大;在不锈钢管围压与核心混凝土强度比值保持不变的情况下,混凝土强度等级越高,延性越差。

钢结构柱壁外套管节点试验研究

根据实际工程,以外套管节点方钢管柱内是否填充混凝土为变化因素,设计2个十字形足尺节点试件,通过在梁端施加低周反复荷载,对两个试件进行拟静力试验,由试验得到的梁端荷载-位移和节点弯矩-转角关系,对节点受力性能进行了研究,并对两个节点的破坏形态、承载力、刚度和变形进行了对比分析。

竹结构关键性能试验研究

竹结构在生态、工业化程度、施工速度、保温节能和抗震性能等方面具有明显优势。对竹结构的关键性能进行了试验,包括竹框架整体结构的振动台试验、梁柱节点抗震性能的低周反复加载试验。结果表明:竹结构主体框架具有较好的耗能性能和优异的抗震性能,但侧移较大;经优化后的节点不仅用钢量最少而且承载力最高、耗能性能好。

压力试验机变形阻尼器的研制及应用

在普通试验机上进行水泥基复合材料的荷载—位移关系全曲线试验,因试验机刚度不能满足试验的要求,需要采取措施增强试验机刚度。本文设计制作了一套压力试验机变形阻尼器,按照该压力试验机变形阻尼器设计原理,可设计出满足不同承载能力及变形能力要求的试验机刚度增强装置。在普通试验机上安装上这种压力试验机变形阻尼器来研究水泥基复合材料的荷载—位移关系全曲线,保证了试验试件在受力过程中实现可靠、稳定的加载过程,从而获得反映材料真实特性的荷载—位移关系全曲线。