某新建工业厂房有限元分析及减振设计

在生产设备自身振动及噪声等多因素耦合下,厂房结构产生不良振动反应,轻则减少设备使用寿命,影响企业正常生产,重则造成厂房坍塌,造成极大的生命和财产损失。通过对已建工业厂房的振动形式和异常振动原因进行分析,拟在原已建工业厂房附近建设一座功能相同、产量高、性能齐全的大型工业厂房。为减小新建厂房设备生产时对屋面的扰动,降低交变荷载对屋面防水系统的扰动,提出采用调谐质量阻尼器(TMD)进行减振耗能,以保障厂房生产安全,提高使用寿命。通过研究,有效解决了大型动力工业厂房结构异常振动的难题,提高了我国工业厂房的设计水平,为工业厂房的应用提供了参考。

基于OpenSEES和ABAQUS有限元模型的剪力墙拟静力试验研究

为保证模拟精度并提高钢筋混凝土剪力墙有限元模型计算效率,分别采用ABAQUS软件和OpenSEES软件建立精细化和简化有限元模型,对1个足尺钢筋混凝土剪力墙试件拟静力试验进行数值模拟分析,从试验现象、破坏模式、裂缝发展趋势、应变、滞回曲线等方面进行对比验证。结果表明:在保证模拟精确度的前提下,ABAQUS精细化模型在裂缝发展、墙体损伤等方面与试验现象吻合较好,但模型计算时间较长;OpenSEES简化模型在滞回曲线方面模拟结果与试验结果吻合更好,误差在5%以内,并显著提高了计算效率。

多元算法融合模型的CFRP约束型钢混凝土柱承载力预测

为准确预测多影响因素下碳纤维增强复合材料(CFRP)约束型钢混凝土柱(SRCC)的轴压承载力,提出了一种基于随机森林(RF)、分类提升(Catboost)、极端梯度提升(XGBoost)、梯度提升回归树(GBRT)的多元算法融合预测模型。首先采用合成少数类过采样技术(SMOTE)算法对原始数据集进行扩充,开展了10种传统机器学习和集成学习模型试验,筛选出决定系数R2均大于0.92的RF、Catboost、XGBoost、GBRT的4种集成学习模型,用随机搜索优化其超参数,然后融合形成了RF-Catboost-XGBoost-GBRT预测模型,对CFRP约束SRCC的承载力进行预测。结果表明,两种数据集下RF-Catboost-XGBoost-GBRT模型的预测性能最好,原始数据集经SMOTE算法处理后,5种预测模型R2平均提高20.43%,其中RF-Catboost-XGBoost-GBRT模型的R2达到了0.942,预测值误差均在±10%以内。

预制预装修模块化箱体连接节点力学性能试验研究

为研究预制预装修模块化箱体(简称PPVC体系)之间连接节点的力学性能,分别设计制作了2个采用花纹钢板对结合面做刻印花纹处理的试件,对其进行直剪试验;2个竖向拼缝的拼装剪力墙对其进行轴压试验;1个水平拼缝和竖向拼缝均有的拼装剪力墙对其进行压剪试验。试验结果表明:直剪试验中,当试件达到其极限抗剪承载力时,在其结合面位置处发生突然性的剪切破坏;轴压试验中,双皮拼装剪力墙表现出以两端混凝土压碎为主的破坏特征;在压剪试验中,水平拼缝位置处出现了混凝土压碎现象,上部墙体出现滑移,下部墙体变形较小,竖向插筋在其水平拼缝结合面位置处首先达到屈服。

设置人工消能塑性铰的装配式RC框架结构抗震性能试验研究

为评估设置人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,ADPH)的装配式RC框架结构的抗震性能,设计并制作了2榀2层1跨设置ADPH的装配式RC缩尺框架,对其开展了低周往复加载试验,分析该框架的损伤分布、屈服机制以及破坏模式,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化及应变等研究其抗震性能。结果表明:设置ADPH的装配式RC框架结构的破坏模式为“完全梁铰机制”,塑性损伤控制在耗能构件处,非耗能构件仅轻微损伤;框架具有良好的承载能力及延性,位移延性系数均大于4.0;框架刚度退化主要源于附加耗能钢板翼缘加劲卷边的屈曲和柱脚混凝土的累积损伤;限位钢板可限制附加耗能钢板的屈曲变形,提高了结构的耗能能力;装配式耗能柱脚的预埋件应与柱内纵筋、箍筋有效绑扎连接,以避免预埋件出现锚固破坏。

强风化花岗岩地基主裙楼结构沉降规律分析及应用

为解决主裙楼沉降差异问题,沉降后浇带近年来在施工中得到广泛应用。然而,忽视结构自身刚度及地质条件是否满足主裙楼基础整体连接要求,一味设置沉降后浇带会增加较大的施工成本。基于青岛某项目沉降观测,探究主裙楼沉降、主裙楼最大沉降点间的相对沉降差及后浇带两侧相对沉降差变化规律。建立结构有限元模型,进行基础底板沉降位移及结构应力分析。结果表明:对于持力层为强风化花岗岩、基础形式为筏板基础的主裙楼建筑,综合考虑基础底板沉降位移及结构应力,当主裙楼高度差在一定范围内,取消沉降后浇带是可行的。结合青岛地区现有类似地质条件以及基础形式的工程实践案例,给出取消沉降后浇带主裙楼高度差建议。

双皮拼装剪力墙抗震性能试验研究

为研究预装修模块化箱体建筑体系中双皮拼装剪力墙的抗震性能,设计了4个双皮拼装剪力墙和1个现浇剪力墙,在一定轴压比下对其进行低周往复加载试验,研究灌浆料强度、插筋直径以及轴压比对其破坏形态、承载力、延性、刚度及耗能的影响。试验结果表明:灌浆料、软索拉环、插筋能将双皮拼装剪力墙连接成整体;双皮拼装剪力墙的破坏形态与现浇墙类似,墙体形成X形交叉裂缝并且低部混凝土压碎;在同一条件下,现浇墙体与双皮拼装剪力墙的极限荷载基本相等;随着轴压比的提高,双皮拼装剪力墙体刚度随之提高。最后,对双皮拼装剪力墙的破坏机理和底部钢筋应变进行了分析。