壁面约束作用下的空化射流冲蚀模式

空化射流的冲蚀效果与冲蚀模式研究对于提高射流的导向压裂能力至关重要,导流口结构和靶面对出口射流施加壁面约束作用,影响射流的冲蚀效果,但其影响规律及冲蚀模式演变过程尚不清晰。在喷嘴下方增设导流口结构,分析导流口壁面和靶物壁面对射流空化发展过程的影响机制;基于冲蚀试验,获取试样的质量损失及表面冲蚀形貌,分析导流口直径、长度及靶距对射流冲蚀效果的影响规律及其冲蚀模式的演变规律,进而探究不同冲蚀模式下射流对砂岩的冲蚀效果。试验结果表明,增设导流口结构能够极大增强射流的冲蚀效果,与无导流口结构相比,增设导流口结构质量损失增幅达215%;随靶距增大,试样质量损失呈现双冲蚀峰,第2峰值靶距范围内(s/d=8~10)射流冲蚀效果最强;第2峰值靶距后,射流冲蚀效果衰减,减小导流口直径(D_(c)/d=4)或增大导流口长度(L_(c)/d=8),射流冲蚀效果增幅明显,试验条件下质量损失增幅可达10倍;空化射流具有不同的冲蚀模式,随靶距增大,由双环冲蚀模式变为单环冲蚀模式,且单环冲蚀模式下试样冲蚀形貌受导流口结构影响较大。开展砂岩冲蚀试验,第1峰值靶距下,冲蚀坑呈倒漏斗型,底部表面均匀;第2峰值靶距下,冲蚀坑深度及体积大幅提高,底部有明显突起。研究成果揭示了导流口结构和靶距形成的壁面约束作用对射流冲蚀效果及冲蚀模式的影响规律,为提高水射流射孔导向压裂效果提供了技术支撑。

全框支剪力墙结构地基土嵌固效应分析及研究

针对无地下室的全框支剪力墙高层结构嵌固特点,选取一栋B级高度的全框支剪力墙结构建筑,建立地基土-结构三维有限元模型,探究水平地震和风作用下,结构在软基情况及地基处理后的桩顶水平位移。分析表明,在软土情况下,桩顶的水平位移显著,引起桩身附加弯矩不可忽视;同时提出水平作用下的最大桩顶位移与土层的变形模量大致呈y=a·x-b的关系。

幕墙对悬挑楼盖振动模态影响及等效模拟方法

以某体育馆悬挑楼盖为分析对象,通过数值仿真和现场测试研究了幕墙的约束刚度对楼盖振动模态的影响。首先,对体育馆悬挑楼盖(含幕墙)进行现场模态测试,利用随机子空间法对测试的多组数据进行模态拟合,获得楼盖在环境激励下的振动模态;其次,将试验模态与有限元仿真模拟的结果进行对比,参照试验模态并依据所提出的幕墙的一种等效模拟方法对有限元模型进行修正。结果表明:考虑幕墙对主体结构的约束刚度后,实测的楼盖的前6阶频率与有限元前6阶频率相对误差均小于5%,各阶平均误差小于2%,振型吻合度较高,进一步验证了由吊柱等强度比较高的支撑体系来实现幕墙对悬挑楼盖约束刚度的贡献及一种等效模拟方法的合理性。

RPC面层加固约束空斗墙参数分析和抗震承载力研究

为弥补空斗墙抗震性能差和发挥活性粉末混凝土(RPC)的超高韧性,对1片未加固处理的空斗墙和2片由RPC面层加固处理的空斗墙分别进行拟静力试验,并结合有限元对三组试验进行参数分析。得出影响墙体抗震性能的主要因素有:墙体构造柱尺寸、轴压比、RPC单双面加固以及面层加固厚度。根据试验和有限元所得到的破坏特征,结合圈梁-构造柱对墙体的约束作用,引入等效受压斜撑模型,并量化圈梁-构造柱对墙体约束效应。基于圈梁-构造柱与墙体、RPC面层与被约束的墙体的协同受力特性,建立约束墙体及面层加固体墙的抗剪承载力的计算式。

琴台美术馆环境温度效应分析及对策

本文开展了琴台美术馆的环境温度作用效应分析,并提出一种减小结构温度内力的新方法——竖向构件底部释放技术。首先简要介绍了琴台美术馆结构概况,接着介绍了温度荷载取值方法,并详细介绍了竖向构件底部释放构造做法和原理。采用有限元程序YJK和Midas Gen进行温度作用效应分析,对比分析了竖向构件底部释放前后的温度内力变化,并对底部释放后的结构抗震性能和墙体稳定性能进行了分析。分析结果表明:1)采取竖向构件底部释放构造将大幅降低温度内力幅值,从而减小温度钢筋用量,有利于控制混凝土裂缝开展;2)采取部分竖向构件底部释放的结构抗震性能和剪力墙稳定性能均可满足现行规范要求。本文采取的竖向构件底部释放构造可为类似工程提供参考,尤其是饰面清水混凝土建筑。