基于混合消能减震技术非对称双塔连体结构抗震性能研究

以某非对称双塔连体超高层结构为研究对象,选取与建筑所在场地相匹配的地震波作为激励,通过对结构进行非线性动力时程分析,研究混合消能减震连体结构在各烈度地震作用下的消能减震效果,探讨了屈曲约束支撑(buckling-restrained brace, BRB)与黏滞阻尼悬臂桁架的位置变化对结构抗震性能的影响,同时对结构进行了全面的抗震性能评估。研究结果表明:在连体结构中、上部的加强层中布设阻尼器时,结构具有更佳的减震效果;在不同水准地震作用下,BRB与黏滞阻尼悬臂桁架耗能阶段不同且具有不同的耗能效率,混合消能减震技术可以综合不同类型阻尼器的优势作用,使连体结构具有更全面的抗震性能。在控制变形方面,其能够降低连体结构的扭转效应和层间位移角;在构件耗能方面,其减轻了主体构件进入塑性的程度,降低了结构主要受力构件的应力水平。将为混合消能减震技术在连体超高层结构中的进一步研究和应用提供借鉴。

采用拉缝板连接的现浇框架填充墙抗震性能试验研究

为研究拉缝板连接的现浇PVC管空心填充墙对结构抗震性能的影响。试验设计了6榀足尺单层单跨混凝土框架试件,其中:2榀空框架,2榀无拉缝板刚性连接的PVC管空心填充墙框架和2榀有拉缝板柔性连接的PVC管空心填充墙框架,通过对各试件进行低周反复荷载试验,研究了拉缝板连接的现浇填充墙框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、耗能比和刚度退化等抗震性能指标。同时对拉缝板进行抗压承载力试验和材料拉伸试验。结果表明:加入PVC空心填充墙能提升框架的初始刚度和承载力;有PVC结构拉缝板的试件组的抗震性能介于空框架与无PVC结构拉缝板的试件组之间,加入PVC结构拉缝板能一定程度提高框架的耗能能力,减缓整体框架刚度退化。

桩基检测技术研究进展

桩基础虽然是一种应用最为广泛的深基础形式,但桩基工程属于地下隐蔽工程,工程质量往往不容易控制,一旦质量出现问题将会造成巨大的经济损失。因此,采用恰当的检测技术对桩基质量进行全面准确的评价具有重要的现实意义。根据桩基检测方法的基本原理开展研究,综合国内外应用广泛的桩基检测技术发展动态,对桩身完整性、桩基承载力与强度、新型桩基检测技术与机器学习三方面展开讨论。研究表明:尽管传统的桩基检测方法仍是实际工程中最常用的检测技术,但已逐渐无法满足当下对桩基工程高质量、高效率、高标准的要求。相比常规的单一检测方法,适用性更强的新型桩基检测技术能更全面准确地反映桩基的真实情况。同时,随着人工智能技术的高速发展,桩基检测技术也朝着专业化、规范化、智能化的方向发展。

冷弯薄壁C形截面不锈钢梁畸变屈曲承载力研究

为研究纵向V型肋卷边C形不锈钢梁的畸变屈曲承载力,本工作在非纯弯试验短跨梁、纯弯试验短跨梁、纯弯试验长跨梁三组试验研究的基础上,采用有限元软件进一步研究纯弯作用下不锈钢C形梁腹板加劲不同位置以及腹板、翼缘同时加劲时不同加劲位置对构件极限承载力的影响。并使用有限条软件分析不同截面高度、卷边宽度、翼缘宽度、加劲位置对构件极限承载力的影响,最后对弹性屈曲临界应力公式和基于直接强度法的畸变屈曲承载力公式进行了修正。研究发现腹板、翼缘的加劲位置都会对承载力的提升幅度有较大影响,修正后的公式具有较高的精度。

纵向V型肋卷边C形不锈钢梁抗弯承载力试验研究

为研究在冷弯薄壁C形不锈钢梁腹板增设纵向加劲肋后对其极限抗弯承载力的影响,本文考虑腹板高度、高宽比以及加劲肋尺寸的不同,进行4组试件的对照试验研究。结果表明:对卷边C形不锈钢梁腹板进行加肋能良好地抑制腹板鼓曲,有效提高其极限抗弯承载力;加大加劲肋的尺寸会略微提高其极限抗弯承载力,但刚度略有降低;增加卷边C形不锈钢梁的腹板高度可有效提升其极限抗弯承载力和抵抗变形的能力。

轻钢骨架水泥粉煤灰发泡墙板的抗震性能

针对轻钢轻混凝土组合墙板抗震性能的研究相对缺乏,同时为研究不同填料对轻钢骨架水泥粉煤灰发泡墙板抗震性能的影响规律,设计了3个不同填料的墙板进行低周往复水平荷载试验,探究了不同填料对墙板的抗震性能的影响。结果表明:不同填料配比墙板的破坏模式大致相同,墙板的整体性和抗震性能较好;在轻钢骨架水泥粉煤灰发泡墙板中掺入聚丙烯纤维和增加水泥用量可以有效地提高墙体的抗震性能和抗侧刚度,增强墙体的承载力和延性,同时还可以明显提高墙体的变形能力以及耗能能力。与对照组相比,掺加0.4%聚丙烯纤维或增加水泥用量至50.0%的墙板受剪承载力均提高了约54.0%,抗侧刚度分别提高了26.0%和15.0%,累计耗能分别提高了172.0%和86.0%。

含冷管的大体积混凝土水化热控制措施研究

影响大体积混凝土承台水化热温度的因素有很多,其中影响较为明显的有冷却水管的直径、材质以及冷却水的入流温度、流速等。为了探究这些因素的对水化热的实际影响,以虎箐丫口特大桥为工程背景,通过有限元模型计算来探究各项因素对该桥承台的影响,结果表明:冷却水管的直径及冷却水的入流温度对水化热影响较大,且呈正相关,但为了考虑其经济性及可行性,选择0.03 m直径及20℃入流温度最佳。冷却水流速、冷却水管的材质及布置方式虽然对水化热温度的影响较小,但选择合理的方案可有助于减小承台内部的温度梯度。研究结果对预应力混凝土刚构桥承台的水化热温控方案具有指导意义。

弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数研究

本文是针对变摩擦阻尼器无系统研究方法及具体规范的支撑。通过理论推导得出单自由度体系在谐振激励下结构位移、耗能比计算公式并确定摩擦系数、坡面长度、坡度和碟簧刚度等为影响弹簧-坡面变摩擦阻尼器力学性能的重要参数,采用自编程序对弹簧-坡面变摩擦阻尼器进行参数分析,研究结果发现:(1)弹簧-坡面变摩擦阻尼器摩擦系数宜取0.5以上;(2)宜适当增加坡面长度且平面段长度宜小于结构屈服位移;(3)当弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能不足时,宜优先考虑增大坡度;(4)当增大坡度仍无法满足弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能需求时,可考虑增大碟簧刚度。研究结果为实际工程应用中弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数确定提供参考。

PC连续箱梁桥的日照温度效应及合龙温度研究

以云南省某大跨径预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,研究其日照温度效应以及合龙温度的确定。使用ANSYS数值模拟混凝土箱梁的温度场,结合实测值验证其可靠性,并拟合相应的指数型温度梯度曲线;使用Midas研究日照温度模式对混凝土箱梁桥施工中和成桥下的内力和位移影响;基于年温差效应对合理合龙温度进行研究,并针对非设计合龙温度下的合理施工提出相应的改善措施。结果表明,温度场计算理论得出的数据同实测值吻合较好;拟合出指数型的升温和降温模式下的温度效应公式,尤其是对最大悬臂状态的下挠影响显著,最大下挠值达21.6 mm;结构因整体升温或降温产生的横向位移值比竖向位移值大,升温22℃时,最大纵向位移值为-31.2 mm;合龙温度为10℃时,对主梁结构的受力最好,同时升温带来的结构上挠值对结构长期变形有利。

新型黏弹性阻尼器增强穿斗木结构实验研究

为研究自主研发的新型黏弹性阻尼器加固村镇传统木结构的抗震性能,本文基于云南“一颗印”穿斗式木构架做法,制作了两榀足尺穿斗式木构架作为模型,其中一榀为穿斗木结构纵向木构架,另一榀为穿斗木结构横向木构架,依次对两榀木构架进行低周往复试验。研究模型结构的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能性能和拔榫量的对比分析。结果表明:未加固木构架的滞回曲线呈明显反“Z”形,加固木构架的滞回曲线更饱满;新型黏弹性阻尼器成功地弥补了原始缺陷,提升了木构架的初始刚度;对比未加固木构架,加固后的纵向木构架的最大拔榫量降低了68.5%,横向木构架的最大拔榫量降低了81.25%。说明新型黏弹性阻尼器能够抑制节点拔榫破坏,提升木构架的抗侧刚度和耗能能力。

木结构榫卯节点抗震性能及加固对比试验研究

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固。对比研究加固与非加固节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、节点拔榫量和耗能能力等抗震性能参数。结果表明:未加固榫卯节点的主要破坏形态是榫头卯口挤压开裂、榫头拔出,加固节点主要以扒钉断裂、钢板弯扭屈服和木条断裂形态而破坏;所有加固措施均能有效提升节点承载力和降低节点拔榫量,加固节点拔榫量降低比例均超过5%;与扒钉、钢板加固相比,采用木条加固对节点承载力提升效果最为显著,加固后,半榫和燕尾榫节点负向承载力提高超过10倍。同时,木条加固半榫节点的耗能能力提升超过2.6倍,扒钉、钢板加固节点也能明显提升其耗能能力。

深基坑开挖变形研究进展

深基坑的设计理念主要以“变形控制”为主,综合前人的研究成果,将深基坑开挖变形研究分为2类:深基坑开挖平面变形研究和三维变形研究。在深基坑开挖平面变形研究的模式下,回顾了地表沉降模式、地表沉降影响范围以及基坑支护变形,并对具有代表性的工程实测数据进行了归纳总结;在深基坑开挖三维变形研究的模式下,对土体本构模型和数值模拟进行了总结分析;介绍了深基坑智能监测发展趋势,对机器学习在深基坑变形预测和稳定性评估方面的不同算法模型的性能进行了分析。通过理论分析、工程实测、数值模拟、智能监测以及机器学习5个方面,对深基坑开挖变形进行了综述。可以看出,深基坑变形研究需要多方法并举、多领域贯通、多学科相互配合,旨在构建智能一体化云监测分析预警平台,保障深基坑工程的施工安全,为今后智慧工地和智能建造的发展提供可靠的支持。

可压缩超弹橡胶隔震支座压剪大变形的双非线性理论和应用研究

受到钢板的高强度约束,橡胶隔震支座中橡胶不可压缩性假设并不符合实际。该文基于单层橡胶压、弯理论,采用解析法将橡胶材料的可压缩变量K引入其约束方程中,结合实际工程判断虚宗量贝塞尔函数的稳定性,求解本构方程,得到隔震支座压、弯状态下等效弹模Ec和等效抗弯刚度(EI)_(eff)及内部各点应力p解析式,并比较分析考虑橡胶可压缩的必要性及橡胶材料参数K,G及支座几何形状系数S_(1)对以上结果的影响;再将隔震支座等效为符合GAs,(EI)_(eff)的均质体,基于Haringx压剪作用下隔震支座内力与变形的理论,开展与理论对应的足尺寸的隔震支座的压剪试验,结合试验,得出支座每个受力状态的G-γ,F_(H)-γ的理论与试验曲线均吻合较好,解决了压剪状态下隔震支座大剪切变形的几何、材料双非线性问题。基于以上结论,得出压剪隔震支座内力和变形分布,及支座随着轴压增加,力与变形呈非线性增长的趋势,其附加倾覆弯矩M增加较大,应力随轴压的变化也较明显;最后,设计了由支座内部局部应力反演宏观力和变形的监测程序。

异形柱框架节点加强的桁架式型钢钢骨措施研究

高烈度区异形柱框架节点核心区抗剪不足,节点区增配桁架式型钢钢骨能较好解决异形柱节点核心区薄弱问题。为充分发挥型钢钢骨作用,并促进其推广应用,应优化型钢钢骨构造。首先开展十字形截面异形柱节点拟静力试验,对比分析节点区增配桁架式型钢钢骨对抗震性能的影响,然后利用有限元软件ABAQUS建立9个十字形异形柱节点分析模型,优化分析型钢钢骨的肢板长度、厚度,获得节点破坏形式、骨架曲线、承载力、延性、刚度、耗能能力等性能指标。结果表明,节点区增配桁架式型钢钢骨的异形柱框架节点承载力与钢骨肢板伸入梁内长度成正比,但肢板伸入梁内超1倍梁高时,钢骨对节点承载力的提升作用开始减弱,控制肢板厚度≥5mm基本可实现外移梁端塑性铰,而15mm厚度的肢板会导致节点延性过低。综上,节点区增配桁架式型钢钢骨建议肢板厚度为10mm,肢板伸入梁内1倍梁高。

减震结构中黏滞阻尼器的耗能比研究

为实现最大限度发挥减震结构中阻尼器的耗能效率,本文研究了黏滞阻尼器耗能占比的计算方法及其影响因素。针对单自由度结构体系,基于能量分析法,推导并得出简谐激励下结构弹性和弹塑性状态时黏滞阻尼器耗能比的计算公式,利用有限元软件验证计算公式的准确性,并对附加黏滞阻尼器的SDOF体系进行能量时程分析。研究结果表明:阻尼器耗能比与频率比、阻尼系数、阻尼指数以及延性系数等参数相关;在地震作用下,将弹性结构的阻尼器出力之和与层间剪力比作为下限,附加阻尼比作为上限,给出阻尼器耗能比与阻尼参数的取值范围,弹塑性阶段阻尼器出力与结构层屈服力比远低于规范所规定的60%。

考虑人群荷载的宽幅桥梁荷载试验研究

为评价建成桥梁的承载能力状况是否满足设计要求,确定桥梁实际的使用条件和运营状况,通常需要对目标桥梁进行荷载试验。本文以宣威市的浦山路梁桥为工程背景,结合图纸使用MIDAS/Civil 2020有限元软件对桥梁进行建模计算,并基于现场荷载试验法对目标桥梁进行承载能力状况评定。结果表明:各试验工况下,在各加载下求得的荷载效率系数值介于0.95~1.05之间;桥梁测试截面的实测应力校验系数介于0.98~1.01之间,各测点的挠度校验系数在0.500~0.711之间,说明该桥的结构强度、刚度具有一定的富余度,能满足实际运营需求;控制截面上多数测点的相对残余应变和挠度值较小,表明桥梁结构多处于弹性工作状态;另外,有部分挠度和应变测点出现残余挠度和残余应变,其相对最大值分别为13.3%,7.5%,表明该桥在受到荷载作用后能产生可恢复原来状态的弹性变形,结构整体的刚度分配较为均匀,横向连接可靠。试验结果表明该桥技术状况以及承载能力满足正常使用要求。

某大跨钢箱组合梁桥荷载试验研究

为确定昆明市某钢箱组合梁桥在服役荷载下的承载能力与动力特性是否达到设计预期,对该桥进行荷载试验。通过采用有限元数值模拟分析和现场进行荷载试验的方法,基于静载试验下该桥各个工况下控制截面的应力与挠度,再结合动载试验得到各工况的模态参数和动力响应,并将实测值与理论值进行分析比较。结果表明该桥挠度校验系数为0.77~0.85,应变校验系数为0.697~0.776,最大相对残余应变为18%,最大第一阶竖弯频率为2.38 Hz,大于理论值,实测最大阻尼比为1.86%。无障碍行车试验和制动试验中得到最大冲击系数为0.025,最大动应变为26。可见在静载试验下桥梁承载能力和刚度满足要求,最大相对残余也没超过限制20%。动载试验的数据表明桥梁满足行驶舒适的要求。

连梁低屈服点钢剪切型阻尼器力学性能研究

连梁低屈服点钢剪切型阻尼器实际处于多种荷载组合作用下,针对连梁低屈服点钢剪切型阻尼器只考虑了剪力的现象,通过ABAQUS对阻尼器施加纯剪切作用、轴向–剪切作用、弯矩–剪切作用,改变阻尼器材料,将公式推导与有限元模拟相结合,研究轴力、弯矩对阻尼器力学性能的影响。研究结果表明:轴力会使阻尼器提前进入屈服,对阻尼器耗能能力影响较小;弯矩的存在会降低阻尼器的屈服荷载、极限荷载,增强阻尼器的耗能能力;材料改变对阻尼器力学性能影响不显著。

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)锚杆在岩土锚固中的研究现状与展望

GFRP锚杆具有自重轻、抗拉强度高、耐腐蚀能力强、绝缘性好等特性,并具备易切割、不产生火花、价格低廉、工艺成熟且性价比高等优势,可作为钢质锚杆的替代品。基于当前GFRP锚杆的研究成果,阐述了GFRP锚杆的研究发展历程,分析了GFRP锚杆的材料特点、支护理论及工作原理,总结了GFRP锚杆的力学试验研究成果,分析了GFRP锚杆研究目前存在的问题,为GFRP锚杆的后续研究及发展提出了合理化建议。

基础隔震高层建筑结构减震系数研究

针对质量、刚度沿高度分布相对均匀的基础隔震高层建筑结构建立其等效梁模型,基于振型分解反应谱法对隔震及非隔震结构振型数、振型参与质量、地震剪力、力矩等关键指标进行探讨分析。给出了确定水平向减震系数指标的临界刚度比、临界周期比,进一步分析了该两个临界比值对减震系数的一般性控制规律。研究结论表明:当隔震后、前结构基本周期比r_(T1)>1.3或上部结构整体等效刚度与隔震层水平等效刚度之比r_(kh)>0.8时,可有效抑制高层剪力墙隔震结构高阶振型反应,仅需考虑基本振型对结构地震反应的贡献;结构隔震后、前的底部剪力比、力矩比与上部结构整体等效刚度与隔震层水平等效刚度之比r_(kh)、基本周期比r_(T1)有关,与质量、阻尼等参数无关;当r_(kh)小于临界刚度比r_(kh)B或r_(T1)小于临界周期比r_(T 1B)时,底部力矩减震效果较剪力要差,应以隔震后、前结构底部力矩比作为减震效能评价指标,当r_(kh)大于临界刚度比r_(kh)B或r_(T1)大于临界刚度比r_(T 1B)时,则应以底部剪力比作为评价指标。其中,r_(kh)B,r_(T 1B)可按该研究所给数值取用。所得相关研究成果可为相关理论研究及工程应用提供参考和依据。