钢管套箍混凝土桥墩拟静力试验研究

设计制作3根钢管套箍混凝土桥墩试件,对其开展拟静力试验,获得钢管套箍混凝土桥墩的损伤过程与破坏机理,分析延性、等效黏滞阻尼系数、刚度退化、强度衰减及残余位移等抗震性能的影响规律.结果表明,采用钢管剪力键与灌浆套筒组合连接的钢管套箍混凝土桥墩的各项抗震性能指标均达到了钢管套箍整体式混凝土桥墩的抗震性能指标,比仅由钢管剪力键连接的钢管套箍混凝土桥墩滞回曲线更为饱满,水平峰值荷载和位移延性系数分别提高12.93%、27.17%,等效黏滞阻尼系数大、自复位能力强、残余位移小,是较理想的预制桥墩型式.采用ABAQUS程序建立有限元计算模型,进行拓展参数分析,发现轴压比、长细比、套箍系数和钢管剪力键嵌入深度与墩身高度比是影响钢管套箍混凝土桥墩抗震性能的重要参数.

多圈管冻结壁温度场发展及冻结管偏斜影响

人工多圈管冻结是深厚地层井筒掘砌的最有效方法,为进一步了解冻结壁温度场发展特性,以某冻结井筒为原型,开展了室内多圈管冻结模型试验,同时借助有限元软件对冻结管无偏斜以及随机偏斜两种条件下冻结壁温度场发展特性进行了分析比较。得出冻结管布置圈径对冻结壁环向扩展速率影响较小;冻结管偏斜对井帮温度、冻结壁有效厚度影响较小,但对不同位置冻结壁交圈时间及对径向方向冻结壁平均温度影响较大;同时冻结管偏斜会使冻结壁内部产生更多的密闭未冻承压水仓,引起冻结壁内部冻胀力增大,对冻结壁整体稳定性产生不良影响。在冻结造孔时,要严格控制冻结管偏斜。

近断层脉冲型地震动作用下高层建筑组合隔震的减震性能研究

近断层地震动中的长周期、短持时、高能量的加速度脉冲将对长周期高层隔震结构的减震性能产生不利影响,尤其易使LRB(lead-rubber bearing)支座产生超限变形,导致在大的面压与位移共同作用下发生剪压破坏;此外,考虑土-结构相互作用(SSI效应)后隔震结构将产生动力耦合效应,可能进一步放大隔震结构地震响应。提出滑板支座、复位装置相结合的新型组合隔震系统,利用滑板支座承担大的竖向荷载、复位装置因不承担竖向荷载而获得更大的变形能力且起隔震层自复位作用。考察近断层脉冲型地震动作用下长周期高层隔震结构的地震响应规律,揭示隔震体系的损伤机理。基于集总参数SR(sway-rocking)模型,分析不同场地类别与不同地震动类型对隔震体系动力响应影响规律。结果表明:近断层罕遇地震下LRB隔震系统因变形超限而失效;新型组合隔震系统能保证近断层脉冲型地震下隔震的有效性,且具有较为良好的减震性能,但相比普通地震动减震效果变差;对于Ⅲ,Ⅳ类场地类别,考虑SSI效应使隔震体系的刚度弱化,致使层间位移角增大,且随着土质的变软增大的幅度也越明显。

基于BIM体系的钢筋优化下料初探

钢筋工程是混凝土框架结构中的组成部分,在造价中占有很大的比例。传统钢筋下料面临算量偏差、裁切无章等问题,造成不必要钢筋成本增加。运用BIM虚拟仿真技术可指导实际工程,研究从(1)施工深化设计和(2)钢筋优化下料两方面展开,讨论将BIM技术和优化算法结合,建立基于Revit实体配筋技术导入钢筋下料优化方法初步程序。为后期开发下料插件提供思路,以达到优化钢筋的下料,减少资源的浪费。

远场类谐和地震动下大底盘单塔楼隔震结构振动台试验研究

远场类谐和地震动具有长持时、低频成份丰富等特征,后期振动阶段产生多个循环脉冲,类似谐和振动,需分析与验证其对隔震建筑等长周期结构抗震性能带来的不利影响。讨论远场类谐和地震动峰值比、持时及反应谱特性;设计一个大底盘单塔楼钢框架结构,分别组装为抗震、基础隔震和层间隔震等三种试验模型,以普通地震动与远场类谐和地震动为激励输入,进行单向振动台试验与数值模拟,探讨地震波中的长周期成份与类谐和成份对隔震结构层间位移、楼层加速度、隔震层变形等减震性能的影响,分析塔楼水平向缩进尺寸比例为1∶1. 5,1∶2,1∶2. 5和1∶3等条件下隔震结构的振动特性。结果表明:远场类谐和地震动作用下的抗震、层间隔震与基础隔震模型的楼层动力响应为普通地震动下结构响应的2～3倍,隔震结构的减震性能也明显劣于普通地震动下的减震性能,隔震层在远场类谐和地震动下的最大变形为普通地震动的3～4倍,易导致隔震支座变形过大而产生破坏;不同的塔楼水平向缩进尺寸比例对隔震结构振动特性并无明显影响。

考虑含筋率影响的弯矩增大系数计算方法

已有文献指出,钢筋混凝土偏压柱的弯矩增大系数与含筋率有关,而我国结构设计规范中弯矩增大系数的计算不考虑含筋率的影响.为此,在收集的33根试件资料基础上,结合所开展的有限元分析,进行了理论分析,同时开展有限元参数分析。结果表明:弯矩增大系数计算式中的曲率影响系数不仅与长细比、偏心率有关,还与含筋率有关;在长细比、偏心率相同的情况下,含筋率越大,弯矩增大系数越大.根据分析结果,提出了考虑含筋率影响的曲率影响系数计算公式,应用收集到的文献试件验证了公式的计算精度.

从2D进入nD-谈本科生赴企业实习BIM运用

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)已经大力应用于建筑业,并彰显了其巨大的商业价值。国内不少具有前瞻性与战略眼光的施工企业开始思考如何应用BIM概念来提升项目管理水平与企业核心竞争力。在日益复杂的工程项目中,2D的CAD图纸往往无法满足所需的设计条件,2D没有3D以及n D直观,易出现"错、漏、碰、缺"等问题,BIM的出现提供了更好更完善的信息化施工条件。研究以某高校本科生赴企业实践的情况与过程中遭遇的经验为例,采用学校与企业合作的方式,建立BIM咨询团队为出发点,探讨如何培养一批熟练使用BIM Revit软件的人才,应对未来建筑业的发展趋势。

钢纤维地质聚合物混凝土静态力学性能研究

通过控制粉煤灰、矿渣和钢纤维的掺量,配制了不同抗压强度的钢纤维地质聚合物混凝土试件,进行轴心抗压试验与电镜扫描(field scanning electron microscope,FSEM)微观结构分析,研究了钢纤维掺量对不同混凝土基准强度试件的应力-应变曲线、能量耗散等力学特征的影响。结果表明:钢纤维提升了普通地质聚合物混凝土的轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变、能量耗散与延性等力学性能;FSEM试验观测到钢纤维的桥接作用及硅酸钙水合物的粘结作用改善了试件内部材料之间的粘结性能,使试件的力学性能得到了较好的提升;建立的轴心受压应力-应变本构模型与试验值整体吻合较好,为钢纤维地质聚合物的工程应用提供了一定的理论基础。

以粒子蜂群神经网络建立高性能混凝土强度模型

以粒子蜂群算法整合神经网络,提出一套可以预测高性能混凝土强度模型的方法论.以两个已经发表的方法进行比较,包括演化运算树及倒传递网络.由模型准确度可知,研究提出的三种不同隐藏层节点的粒子蜂群神经网络模型预测准确度高于演化运算树,但接近倒传递网络.由参数的影响性可知,粒子蜂群神经网络认为水泥、龄期、水、高炉矿渣粉、超塑剂、粉煤灰添加量对于高性能混凝土强度的影响性大,而粗、细骨料用量对高性能混凝土强度并不敏感,这样的结果与实际相符合.

考虑层间界面剪切损伤的复合式沥青路面力学特性

提出沥青路面层间界面剪切损伤本构关系方程、引入Goodman接触单元,模拟路面各分层之间的应力接触传递;基于ANSYS软件建立起考虑层间界面剪切损伤的沥青路面数值分析模型,对重载车辆制动荷载作用下典型复合式沥青路面结构的力学特性进行分析.研究表明,车辆轴重和层间粘结强度对层间界面损伤度、路面内水平剪应力及最大值位置、路面总沉降均有不同程度的影响;车辆超载1倍并制动时,层间界面损伤度最大值增加约50%,路面水平剪应力和沉降最大值翻1倍多;层间粘结强度减弱50%时,标准轴重车辆制动荷载下层间界面剪切损伤度翻1.5倍多,路面内水平剪应力、沉降最大值增加20%~30%.

等效梁柱法计算钢筋混凝土拱承载力

为计算钢筋混凝土拱的承载力,通过将钢筋混凝土拱等效成相应长度的偏压柱,然后按偏压柱的公式进行承载力计算.对中国规范、美国规范、日本规范中拱圈计算长度取值方法进行比较,结合所收集的55座钢筋混凝土拱桥资料,发现在常用的矢跨比范围内,三个规范的拱圈计算长度取值基本一致.为验证拱圈计算长度取值的合理性,分别采用经过试验验证的有限元法和等效梁柱法,对一座钢筋混凝土拱桥主拱的承载力进行计算,并进行参数分析,发现等效梁柱法的计算结果均低于有限元法的计算结果,偏于安全.

远场长周期地震动下基础隔震结构非线性减震分析与控制

为研究远场地震动中长周期成份、尤其类谐和成份对基础隔震结构非线性减震性能与损伤演化的影响,分别选取普通地震动与远场长周期地震动进行频谱特性对比.考虑隔震层上部结构梁柱的塑性性能,采用集中塑性铰模型,建立一幢钢筋混凝土基础隔震结构有限元模型,通过非线性分析探讨地震动中长周期成份,特别是类谐和成份对基础隔震结构减震性能的影响.提出在隔震层增设黏滞阻尼器,形成组合隔震方案,控制罕遇地震甚至中震作用下隔震层产生的超限水平位移.结果表明:对减震系数和层间位移而言,远场长周期地震动尤其是类谐和地震动作用下的隔震效果较差,类谐和地震动下层间位移出现放大效应且隔震层上部结构产生塑性损伤变形;远场长周期罕遇地震甚至中震下隔震层位移的增大尤其明显,严重超过隔震支座的允许变形限值.组合隔震能有效地控制远场长周期地震动,尤其类谐和地震动作用下隔震层的超限水平位移,减小隔震层上部结构非线性反应,防止隔震支座损伤破坏.