基于弯剪梁模型和Von Karman风速谱的高层建筑风振系数实用算法

为使风振系数计算中采用的振型函数更符合高层建筑振型特点且易于计算,采用基于弯剪梁模型的高层建筑基本振型简化算式,同时采用Von Karman与高度有关的风速谱模型和Davenport与频率有关的空间相关性模型,建立高层建筑风振系数计算的实用算式,并通过算例与我国现行荷载规范中的风振系数算式进行比较。结果表明,该方法考虑了不同高层建筑振型的特点,既提高了计算精度,简单实用,又便于与国际主流荷载规范接轨。

两种高强钢在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂韧性

采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击载荷作用下的Ⅱ型动态断裂韧性进行了测试．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程,并由实测的起裂时间确定两种钢的动态断裂韧性．结果表明,在现有加载率范围 (2×106-7×106MPa．m1／2／s)内,两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂,其动态断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势,且在相同加载速率下后者的动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性．并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究．

基于结构面抗剪强度演化的块体动力稳定性分析

传统块体理论仅针对块体的静力稳定性分析,而未涉及到动力稳定分析。因此,借用Newmark法累积滑移量的概念,基于块体理论对定位块体在地震历时作用下的动力稳定性进行了研究,提出了以块体累积滑动位移和动安全系数两个指标共同评价块体动力稳定性。提出一种接触面识别及面积计算算法,它考虑了接触面积变化对块体稳定的不利影响,也可用于块体滑动的大变形分析,考虑了块体滑动过程中结构面抗剪强度的演化,可对复杂的凸形块体及凹形块体进行静、动力稳定性分析。将其应用于三峡升船机乘船箱左侧边坡的块体稳定分析中,结果显示块体在强震作用下发生了一段距离的滑动,但震后仍可保持稳定。

集中冲击荷载作用下修正Timoshenko梁剪力动载系数研究

推导了修正Timoshenko梁运动方程正交条件,并在此基础上得到了梁在跨中冲击荷载作用下的剪力响应计算方法。根据该方法计算的结果与经典Timoshenko梁理论计算结果对比,发现在梁长细比较小的情况下采用修正Timoshenko梁理论计算结果更精确。采用该方法得到了不同长细比固结梁和简支梁在跨中无增长时间三角形和有增长时间三角形集中力冲击荷载作用下的最大剪力动力荷载系数(DLF),并拟合出计算公式,可根据梁长细比和荷载持续时间与构件第一阶自振周期的比值来计算最大剪力动载系数,并用来确定墩柱等构件在冲击作用下的抗剪需求。

静态渐近解在动态断裂问题中的适用性分析

应变片法等动态应力强度因子的测试方法多数基于应变场的静态渐近解,而渐近解在动态断裂问题中的应用存在局限性。本文对Hopkinson拉杆加载改进的紧凑拉伸剪切试样进行数值模拟,分析裂尖应变场数值解与渐近解的差异,指出应变片法求解动态应力强度因子的合适位置。结果表明:应变分量的数值解只在特定区域内与渐近解较好地符合,而在其他区域二者差异较大。在此区域内,基于渐近解求解动态应力强度因子所带来的误差与应变分量的误差在同一量级。对于不同的载荷工况,渐近解的适用区域不同,因此不能盲目地应用静态渐近解求解动态断裂问题,需要针对具体问题具体分析。

双材料界面裂纹动态应力强度因子有限元分析

为研究界面裂纹动态应力强度因子在冲击荷载作用下的变化规律,利用双材料界面理论,推导出界面裂纹尖端的应力强度因子表达式。采用ANSYS有限元软件,对由不同材料组合而成的四点剪切复合试样进行动态响应分析,发现张开型应力强度因子K_1随着模态角的增加而减小,剪切型应力强度因子K_2的绝对值则随着模态角的增加而增大,且变化趋势较张开型应力强度因子K_1更复杂。进而将该理论运用到均质三点弯曲试样的动态响应分析中,发现通过有限元计算得到冲击荷载下的动态应力强度因子具有较高的精度。

交通荷载作用下加筋粘性土强度的影响因素试验研究

进行循环荷载作用下的土工格栅加筋粘性土的动强度影响因素的动力三轴试验研究,结果表明围压、动应力幅值、加筋层数对加筋土的动强度都有明显的影响。动应力幅值及加筋层数影响的实质是能量耗散不同,而围压是从加筋土本身结构方面影响加筋土的动态强度。