装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。

海上风机支撑结构承载性能试验研究

基于波流水槽开展的模型试验,设计了风机支撑结构受到水流、循环荷载、无水和静水环境条件等工况,获得了单向流作用、循环荷载作用以及单向流与循环荷载共同作用等不同荷载组合下风机支撑结构的承载性能.结果表明:循环荷载作用下风机支撑结构在无水条件下的产生的累积位移是静水条件下的46.12%,单向流和循环荷载共同作用时,支撑结构累积位移较单独荷载作用效果叠加时增加了60.84%.在有水的环境和多种荷载共同作用下,风机支撑结构承载性能有明显降低,因此,在海上风机结构设计和安全评估时应考虑多种荷载共同作用的影响.

超大地面荷载下盾构工作井叠合结构的力学响应

为了解决现行盾构工作井的设计缺乏对超大地面荷载作用的验算问题,通过开展室内缩尺模型试验,研究盾构工作井从施工期到服役期在超大地面荷载下地下连续墙与主体结构侧墙所构成叠合结构的力学响应,并考虑盾构工作井周围土体中地下水的作用,探讨土体抗剪强度减小对超大地面荷载最大值的影响。结果表明:在超大地面荷载作用下,盾构工作井中隔墙的抗压刚度较大,以受压的形式承担了大量的荷载效应,导致叠合结构上部容易发生低应力水平下的整体水平位移,进而在围护结构底部发生失稳,导致整体破坏;主体结构侧墙在施工期的初始挠度及叠合结构整体水平位移使得叠合结构中地下连续墙承担了大部分内力;通过观测室内缩尺模型中叠合结构的变形量,由模型数据换算得到盾构工作井顶部极限超载为445.5 kPa,远大于盾构工作井周围土体地基承载力特征值130 kPa,验证了采用地基承载力对超大地面荷载下地面硬化进行设计的安全、可靠性。

含裂纹反应堆支承结构偏心承载能力研究

针对偏心载荷下含裂纹反应堆支承结构的安全性评定和剩余承载力评估问题,本文开展了支承结构材料断裂力学性能试验。结合数值模拟和双参数失效评定法,探讨了不同裂纹长度和载荷偏心度对支承结构承载能力的影响。结果表明:裂纹长度和载荷偏心度对支承结构的剩余承载力均有显著影响,在进行含裂纹支承结构完整性评定时要考虑载荷的偏心特点,但不同裂纹长度下的双参数失效评定曲线有较为明显的区别,不同载荷偏心度下的评定曲线差别不大;轴向拉伸载荷下的剩余承载力与裂纹长度近似为线性相关,偏心拉伸载荷下具有一定非线性特征。研究成果为核动力系统生命力评估提供方法和数据库。

基于静力荷载试验的大跨度钢连廊承载力评价研究

针对大跨度钢连廊因制造误差、焊接残余应力以及安装误差等原因会造成实际承载能力较理想设计模型存在偏差的问题,本研究以扬州建工科技园A2~A3双塔楼间连廊作为研究背景,根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018和《城市桥梁检测与评定技术规范》CJJ/T233-2015利用蓄水法作为静力荷载对连廊进行静载试验,对其承载能力进行研究,结果证明该连廊符合安全性要求。

节段料石拼接构造对SCFST柱抗震性能影响有限元分析

为研究节段料石拼接构造对内填料石钢管混凝土(SCFST)柱抗震性能的影响,通过ABAQUS软件建立SCFST柱的数值模型。以轴压比、钢管厚度、料石尺寸、节段料石构造为变化参数,对12个试件进行低周反复荷载作用下的数值模拟。结果表明:内填料石可显著提高试件的初始刚度、承载力及耗能能力,但会导致试件延性系数降低;混凝土强度、轴压比对试件的初始刚度、峰值承载力及耗能能力影响不明显,但对延性系数影响较大;随着料石尺寸的增大,初始刚度基本不变,峰值承载力最多降低17.8%,试件延性系数略微降低,耗能能力显著提高;料石节段布置与料石整体布置试件的初始刚度、峰值承载力基本相当,但延性系数最多降低32.7%,且料石节段间填充混凝土拼接时可显著提高试件承载力。

粮食筒仓群桩基础竖向承载变形特性数值模拟分析

粮食筒仓建设场地为原有海域经人工回填整平而成,极易引起沉降,为保证筒仓的安全性和稳定性,利用ABAQUS有限元分析软件,建立三维有限元计算模型,分析不同阶段荷载和邻仓对筒仓群桩基础竖向承载变形特性的影响。分析结果表明:群桩基础竖向承载变形不均匀分布受上部荷载影响较大。施工完成阶段,结构自重荷载主要作用于外边缘,边桩竖向承载变形较大,最小和最大沉降量分别为0.551 mm和0.959 mm;服役阶段,满仓荷载分布较为均匀,中心桩竖向承载变形较大,最小和最大沉降量分别为1.271 mm和2.335 mm。群桩基础竖向承载变形受邻仓影响较大。对群桩竖向承载变形的影响随距离的增加而减小,沉降量随邻仓数量的增加而增大;邻仓位置分布的不对称,导致沉降差异增大。

张弦式钢-竹组合工字形梁的短期受弯性能

为研究张弦式钢-竹组合工字形梁的受弯性能,以预应力水平、张弦及加载方式为基本参数,设计制作了12根张弦式钢-竹组合工字形梁进行受弯试验,观察分析了加载过程中组合梁的试验现象、破坏特征,探究了各参数对组合梁承载能力、应变分布、变形性能等的影响规律,并推导得出了张弦式组合梁承载力的近似计算公式。结果表明:张弦式组合梁的整体性能优良、组合效应突出,具有良好的变形性能及承载能力;张弦试件的破坏形态主要为翼缘竹材撕裂、局部钢材屈曲等破坏;施加预应力及提高预应力水平能有效增加组合梁的变形性能,以及在相同挠度控制条件下的承载能力,且采用二点张弦布置预应力筋时可获得更好的效果;张弦式组合梁跨中截面应变分布符合平截面假定,且随着预应力水平提高而中性轴下移;最后,基于理论计算得出的承载力与试验值较为接近且相对保守,近似计算公式具有较好的适用性。

土木工程建筑结构设计中的问题与解决路径探究

随着城市化进程的推进,土木工程项目逐渐增多,施工技术不断创新,而工程建设要以设计方案为依据。土木工程建筑结构设计直接影响建筑物的安全性和稳定性,整体设计目标需要确保能够对建筑承重荷载均匀分配,并且图纸能够覆盖土木工程结构主要部位,进而通过合理的设计减少施工成本。为此,从土木工程建筑结构设计要点入手,然后结合设计问题提出土木工程建筑结构设计的优化对策,希望为相关研究提供参考。

高承载力约束下的装配式建筑临时钢结构施工技术

为提高装配式建筑临时钢结构承载力,在高承载力约束下对其开展施工技术研究。考虑安全性、稳定性和经济性原则,设计了高承载力临时钢支撑结构;同时找准埋件的纵横向中心线与测量定位的基准线,完成了临时钢结构安装作业;通过连接支撑结构与整体钢平台,完成了临时钢结构的爬升施工作业。通过实例证明,应用该施工技术后,结构承载力得到显著提升,为装配式建筑的后续施工提供了参考。

锚下张拉力不足对预制箱梁承载力的影响研究

采用后张法施工的预制箱梁结构现场安装完成后,梁体的锚下张拉力如达不到设计值,将严重影响运营期间的桥梁结构梁体受力表现。以西石河大桥部分预应力混凝土边梁为例,按照结构内力等效的原则确定试验等效荷载,采用相同跨径的简支梁将试验荷载分三级施加于梁体跨中部位,记录梁体相应测点的应变值,实测跨中1/4截面、1/2截面、3/4截面处的挠度值。同时利用Midas/civil结构分析软件,考虑实际边界条件,模拟计算连续梁预制箱梁结构跨中1/4截面、1/2截面、3/4截面处的挠度值,将现场实测挠度与理论计算挠度进行对比求解结构位移校验系数,并与文献记载中的同类型桥跨结构的结构位移校验系数比较,分析评价锚下张拉力不足对桥梁实际承载能力的影响,对同类型的工程问题解决具有一定的参考价值。

某砌体结构宾馆加固改造设计

以厦门市同安区某多层粘土砖砌体结构宾馆为例,依据房屋结构现状及结构鉴定评估,通过建模计算分析,并根据其结构特点提出针对性的加固改造设计方案。通过比较,选择钢筋混凝土面层加固方案,提升承重墙体的整体刚度及承载能力,通过对加固后的模型分析,整体结构承载能力和综合抗震性能等均有显著提升,满足结构使用的安全要求。

倾斜荷载作用下水工建筑物地基承载力的确定

为较准确地估算倾斜荷载作用下水工建筑物的地基承载力,首先介绍几个地基承载力概念的由来与实质,认为《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)“地基承载力特征值”与“地基容许承载力”实质是一样的;接着介绍了工程上确定地基承载力的常用方法,并对不同的承载力确定方法存在的优缺点进行讨论;认为规范给出的确定地基承载力的荷载试验法和经验查表法都只适用于地基受垂直力情况,不适用于受偏心倾斜荷载的基础。因此,对于受偏心倾斜荷载基础地基承载力的确定,通常只能通过公式法计算,但不同的计算公式得出的结果差别较大。建议工程实践中重视承载力的实际监测和现场试验,根据实测数据对不同公式计算结果做进一步复核。

基于Midas Civil的钢结构人行天桥荷载试验和承载力评价

文章基于Midas Civil有限元数值分析模型,采用等效弯矩原理施加荷载,对东莞市虎门镇黄河时装城路段的钢结构人行天桥进行荷载试验检测,测试结构重要受力部位的应力应变情况和变形分布规律,并将试验测试数据与理论分析数据进行对比,结果表明:该钢结构人行天桥的应力应变和刚度均满足规范要求,验证了桥梁的极限承载能力状态和正常使用极限状态良好。

预制装配式混凝土框架结构施工竖向支撑试验

为研究预制装配式混凝土框架结构施工竖向支撑,设计了2个不同高度的竖向支撑体系,并进行静力加载试验,分析支撑在装配式构件安装施工荷载下的位移变化及杆件应力发展过程。结果表明:荷载-位移、荷载-应变的变化与装配式构件安装加载方式相对应。支撑顶部最大侧向位移为支撑高度的0.3%,竖向位移很小,支撑底部位移很小。立杆应变较大,为支撑体系的主要受力杆件。支撑破坏模式为底部杆件压屈破坏,支撑体系的极限承载力达到预期要求,验证了支撑设计的合理性。

多叶箔片气体动压轴承静态特性研究

对箔片含有预变形的多叶箔片气体动压轴承进行研究,将箔片简化为弯曲梁,推导出多叶箔片的变形方程和考虑预变形后的气膜厚度方程。在此基础上,运用牛顿-拉弗森迭代法以及有限差分法将雷诺方程进行离散化,并且将气膜压力和多叶箔片的变形进行双向耦合求解。通过数值计算研究多叶箔片气体动压轴承气膜厚度和气膜压力的分布特点以及转速、偏心率、箔片厚度、长径比、轴承间隙、预变形运行和结构参数对轴承承载力的影响。结果表明:通过减小轴承间隙或增大转速、长径比、预变形、偏心率可增大承载力,在箔片厚度为0.10 mm时,轴承承载力最大。

局部腐蚀钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

该文共设计和制作了18根圆钢管混凝土短柱,通过机械加工结合通电加速腐蚀的方法模拟局部腐蚀缺陷,开展了局部腐蚀缺陷深度、缺陷大小及缺陷位置对钢管混凝土柱轴压性能影响的试验研究。试验结果表明:在该文设计的腐蚀参数范围内,当腐蚀深度比超过45%时,CFST柱的承载力随腐蚀深度的加深急剧下降,腐蚀缺陷深度对CFST柱的承载力影响显著;当腐蚀深度比小于45%时,局部缺陷的环向和轴向尺寸变化对CFST柱承载力影响不大;局部腐蚀越接近柱中,试件的轴压承载力越低。基于试验结果和理论分析,提出了局部腐蚀缺陷钢管混凝土柱的轴压承载力计算模型。通过与收集的100根无缺陷和局部缺陷钢管混凝土柱试验结果对比,验证了所提模型具有较好的计算精度。

高压重载螺旋传动副流固耦合与间隙优化分析

梯形丝杠副正常工作时,丝杠与螺母接触表面变形使间隙油膜厚度和压力分布不均匀,进而对梯形丝杠副的工作状态、油膜润滑特性和承载能力产生一系列影响,因此采用流固耦合分析方法对油润滑梯形丝杠副进行仿真研究。分别建立了梯形丝杠副固体模型和丝杠螺母间隙油膜的流体模型,采用流固耦合仿真分析方法,考虑油膜承载时压力升高而导致梯形丝杠副结构变形这一现象,得到相同工况、不同间隙下,丝杠与螺母的应力和变形情况以及油膜厚度对其承载性能和刚度的影响。研究结果显示:高压重载工况下,梯形丝杠与螺母均满足材料的屈服强度要求;综合考虑梯形丝杠副间隙与油膜承载刚度和承载力的关系,其润滑与承载性能在间隙为0.15~0.20 mm时最佳。

考虑层间支援无侧移框架整体稳定性的实用算法

针对规范计算长度系数法逐根构件求解无侧移框架整体稳定的不便,以及无法考虑同层柱之间的相互支援和层与层支援作用的不足,本文探寻了无侧移框架同层柱间支援以及层与层之间的支援规律,利用弹簧-摇摆柱模型采用结构转换的方法推导了无侧移框架柱临界刚度比系数;利用该系数通过分析无侧移框架特征结构单元确定结构层荷载因子,确定表征无侧移框架楼层刚度富余程度的层刚度富余系数和表征层间支援作用的层支援系数;基于轴力权重加权平均的方法推导了可直接计算无侧移框架整体稳定承载力的计算公式。该公式能够定量地计算无侧移框架楼层之间相互支援程度,避免了计算长度系数法可能因无法考虑2种支援作用造成的不合理设计,可供工程设计和理论计算使用。

双肢砌体墙的抗震性能与水平承载力计算模型

双肢砌体墙是将两个独立墙肢联系在一起共同受力的联肢构件,是砌体研究中由构件上升到结构的中间环节。现有双肢墙试验多采用由两片矩形立面墙肢组成的试件,将复杂立面双肢墙的开裂破坏规律、承载力等与单片墙进行对比分析,对于研究结构层面的抗震性能有着重要意义。在单片砌体墙试验基础上,设计3片典型立面形状双肢砌体墙进行低周反复荷载试验,对比分析各双肢墙体的滞回曲线、承载力等抗震性能差异;结合试验现象建立“L”形立面砌体墙转动破坏模式下的水平承载力计算方法,并与试验数据进行对比分析。结果表明:承受不同水平方向荷载作用时,非对称立面形状砌体墙抗震能力具有明显的方向性特征;双肢砌体墙的裂缝开展规律及破坏形态总体上与单肢墙一致;水平承载力计算方法与墙体实际破坏模式有较好的对应性,相对于窗间墙受剪破坏有着更明确的物理意义,承载力计算结果与单片墙和双肢墙试验值均有较高的吻合度。