高层组合墙片模型的拟静力试验

着重介绍高层组合墙片的拟静力试验.通过试验更加深入地了解高层组合墙片在竖向压力和侧向分布荷载共同作用下的破坏机理及抗侧承载力.从而为进一步提出组合墙体抗侧承载力的计算公式打下基础.     

弹性体涂覆砌体墙抗爆炸冲击数值模拟

采用LS—DYNA动力学有限元软件对弹性体涂覆砌体墙在爆炸载荷下的响应进行了数值模拟,并研究了爆炸荷载作用下结构的应力、速度、位移的变化及破坏过程．通过比较各种涂覆方式下的响应,对该涂覆技术的有效性进行了评估．数值模拟的结果表明：采用弹性体涂覆能有效提高砌体墙的抗爆炸冲击能力．     

钢-LVL组合工字形梁受剪性能研究

将单板层积材(LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合形成工字形截面的组合梁,以组合梁的剪跨比、腹板和翼缘LVL厚度为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受剪性能试验,观察其在不同荷载作用下的破坏现象、破坏形态、应力变化及挠度的发展,对受剪承载力的影响因素进行分析,并提出组合梁的跨中挠度及受剪承载力的计算方法.试验结果表明,钢-LVL组合工字形梁的整体工作性能较好,组合效应显著,其受剪承载力与剪跨比、腹板厚度及翼缘厚度有关.当剪跨比小于2.5时,试件表现为明显的剪压破坏,腹板厚度、翼缘厚度的增加以及剪跨比的减小,可以有效地提高其极限受剪承载力.提出了组合梁的跨中挠度和受剪承载力计算模型,与试验结果吻合良好,实测挠度与计算挠度误差在8%以内,受剪承载力试验值与计算值平均误差不超过10%.     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点承载力研究

对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点和基本型节点进行主管轴压静力加载试验, 考察了支管搭接率和加劲板构造对节点受力性能的影响. 试验结果表明: 节点的破坏模式为支管根部侧面搭接焊缝开裂; 支管搭接率过大或过小均会降低搭接K形节点承载力; 加劲节点的屈服荷载和极限荷载较基本型节点分别提高6.5％和12.0％. 同时, 对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点进行了数值模拟、热点应力场演化分析和破坏机理探究, 推导了极限承载力计算式. 通过与节点试验结果对比, 验证了该计算式的精度.     

预应力CFRP筋弯曲极限承载力理论与试验研究

为了得到碳纤维复合材料(Carbon Fiber-reinforced Polymer, CFRP)筋弯曲状态下的极限承载力, 开展了不同直径的CFRP筋在不同弯曲半径下抗拉极限承载力研究. 首先, 根据前人的理论公式, 分析CFRP筋直径和弯曲半径对弯曲抗拉强度的影响, 在此基础上建立CFRP筋在弯曲状态下极限承载力的理论计算模型; 其次, 利用建立的模型对2种不同直径的CFRP筋在3种不同弯曲半径下的弯曲极限承载力进行测试, 并将测试结果与理论模型计算结果进行对比, 验证理论模型的正确性; 最后, 通过CFRP筋弯曲状态下极限承载力理论计算模型, 对不同直径和弯曲半径的CFRP筋弯曲极限承载力进行预测. 结果表明 在相同弯曲半径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其直径的增大而减小; 在相同直径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其弯曲半径的增大而增大; 当弯曲半径大于5m时, 直径为10mm和12mm的CFRP筋的张拉效率均超过90％. 本文所建立的理论计算模型的计算结果与试验结果吻合较好, 可用于预测不同弯曲工况下CFRP筋的极限承载力.     

地震作用多层砌体房屋横墙抗剪分析

分析了在地震作用下，多层砌体刚性楼面的房屋中，490mm,370mm和240mm的抗剪横墙在地震荷载作用下哪一道横墙先破坏取决于墙体负荷宽度，由此，提出了一种横墙抗震验算的直接判别方法，供设计人员参考使用。     

卷边角度对C型冷弯构件抗畸变屈曲性能的影响

应用有限条程序研究斜卷边的角度对轴压和纯弯作用下C型截面冷弯钢构件的畸变屈曲临界应力的影响.采用直接强度计算法分别得到各构件受畸变屈曲后的极限承载力,并与直卷边构件的计算结果进行对比.结果表明:受轴压和纯弯作用下,卷边与水平方向夹角在90°~120°之间时,构件的畸变屈曲极限承载力有不同程度的提升,在105°时构件的极限承载力提升最为明显.结果可供C型冷弯薄壁斜卷边槽钢工程设计参考.     

受拉钢筋锈蚀后混凝土箱梁抗剪承载能力研究

为了研究不同服役时间的箱型截面混凝土桥梁上部结构抗剪受力性能和破坏机理,按1/4缩尺比设计制作了3片剪跨比1.27的工字型截面钢筋混凝土梁.首先进行纵向受力钢筋恒电流电化学快速腐蚀, 3个试件的受拉纵向钢筋锈蚀率分别为0、10%和20%,然后用两点加载法在万能试验机上进行抗剪承载力加载试验.结果表明:从S1到S3试件,随着纵向受力钢筋锈蚀率的增大,梁的峰值荷载降低,峰值荷载对应的挠度降低,极限位移降低;20%峰值荷载以下时S1和S2试件混凝土应变沿高度方向基本满足平截面假定,锈蚀率较大的S3试件则不满足平截面假定;非锈蚀钢筋混凝土梁用公预规斜截面抗剪承载力公式计算较为准确, 3种钢筋锈蚀混凝土斜截面抗剪承载力计算方法的结果基本一致,但随着钢筋锈蚀率增大, 3种方法的计算精度均有所降低.     

复杂条件下FRP-混凝土界面剥离机理研究分析

从理论模型、试验研究和数值模拟讨论了影响FRP-混凝土界面粘结性能的关键因素, 分析了环境因素和加载速率对FRP-混凝土界面粘结性能以及极限承载力的影响, 指出了复杂条件下FRP-混凝土界面分析亟待解决的关键问题.     

冲击压缩载荷下大尺寸混凝土力学响应的数值模拟

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件模拟打击气压为0.6、0.8、1.2MPa下大尺寸混凝土的SHPB束杆试验. 试验结果表明, 模拟得到的冲击试验过程中束杆传播的入射、反射及透射应力波信号与实测结果比较, 波形总体吻合较好, 入射波偏差很小, 反射波和透射波差异略大; 打击气压越大, 试样破损速度越快. 数值模拟给出了不同打击气压下大尺寸混凝土破坏形貌变化的规律.     

边界形状对二维斜面颗粒流的影响

用实验方法研究了不同边界形状下二维斜面颗粒流在通道中的分布.结果表明,边界形状对二维斜面颗粒流有重要影响,粗糙边界条件下,颗粒流量密度在通道中横向呈对称马鞍型分布,且峰值位置与边界形状有关.对锯齿形边界,颗粒流量密度的峰值位置随斜面倾角（sinθ）的增大往中心区域移动,墙体附近20～30 d（d为颗粒直径）区域内颗粒流量密度随斜面倾角的变化呈指数衰减,衰减指数在2～3之间;对于半圆形边界,峰值位置始终出现在墙体附近20～30 d区域内,并且此区域内的颗粒流量密度随斜面倾角（sinθ）基本呈线性变化.     

天然沙漠砂砂浆砌筑砖砌体轴心受压性能试验研究

为了研究沙漠砂砂浆对砖砌体轴心受压试件的影响,本文首先通过试验配制M5级和M10级沙漠砂砂浆,然后根据6个沙漠砂多孔砖砌体抗压试件和6个普通砂多孔砖砌体抗压试件的轴心抗压试验,对比分析了在砂浆强度和试件尺寸相同的条件下,沙漠砂和普通砂砖砌体抗压试件的破坏特征、轴压承载力.试验结果表明:配制出的沙漠砂砂浆满足和易性和强度要求;沙漠砂砖砌体抗压试件表现出与普通砂砌体抗压试件相似的性质.     

基于Solid65和Solid45有限单元的素夯土墙体数值建模及计算分析

采用大型有限元软件ANSYS10.0中的Solid65和Solid45两种单元类型,对单调水平荷载下素夯土墙抗震性能进行了计算分析.计算结果和试验结果进行比较,从中选择合适的单元类型和破坏准则,为进一步计算分析木柱梁-土坯组合墙体的抗震性能奠定建模基础.     

扁平钢箱梁U型肋加劲板稳定承载力规范计算方法研究

闭口肋加劲板作为钢箱梁的主要受力构件,其稳定承载力的计算成为钢箱梁设计的一个关键性问题.分析比较了钢箱梁受压加劲板极限承载力的常用计算理论以及基于这些理论在国内外最新规范中关于加劲板承载力计算的相关规定,并运用实例对各规范的相关规定进行验算.结果表明,中国规范、欧洲规范计算结果较为接近试验结果,美国规范次之,最后是英国规范和日本规范;并从同一规范的不同桥梁之间的比较得知,在极限承载力的计算中,加劲肋相对刚度比对计算结果有着很大的影响;通过控制加劲肋的刚度比,可以使用规范较好地得到加劲板的极限承载力,为钢箱梁的设计提供一些可借鉴的思路.     

U型加劲板稳定极限承载力影响因素分析

为研究U型加劲板稳定极限承载能力受初始几何缺陷、焊接残余应力以及荷载偏心距等因素的影响, 采用考虑几何与材料双重非线性的有限元模拟方法, 对各影响因素进行参数分析. 结果表明, U型加劲板的稳定极限承载能力受初始几何缺陷的影响明显, 而焊接残余应力对其影响较初始几何缺陷更为显著; 荷载偏心距对加劲板极限承载力影响明显, 极限承载力随偏心距的增加逐渐降低, 且偏向U肋一侧时的降低幅度更大.     

BFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

通过3个BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土简支梁和3个普通钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,研究了其在不同配筋率下受弯性能的差异,得到了BFRP筋混凝土梁的裂缝分布特征、极限荷载、荷载-挠度和荷载-应变关系,分析了其极限承载力和延性,并通过对BFRP筋混凝土梁受弯承载力理论值与试验值的对比,分析了BFRP筋混凝土梁的破坏特征以及不同配筋率对其影响,并且验证了BFRP筋混凝土简支梁平截面假定的准确性.     

大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算

针对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力的计算问题,提出建立在三维实体退化虚拟层合单元理论基础上同时考虑结构双重非线性的空间分析计算方法,并对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算中的一些关键问题进行了探索研究,包括三维空间预应力效应的模拟;成桥内力的正确考虑;正确计及加载历史等。最后以一座典型的预应力混凝土连续刚构桥为例,给出了其具体的计算结果。分析表明,本文为考虑空间效应和破坏形态的大跨预应力混凝土桥梁全桥极限承载力分析提供了一种合理有效的途径,且计算方法具有很强的通用性。     

平面冲击波试验弹托边侧效应研究

试验在一级气体炮上进行，采用LS-DYNA中的J-C本构模型及S—C—G本构模型进行了数值模拟．计算结果表明：采用不同本构模型数值模拟的飞片与靶的速度历史明显不同，计及弹托的边侧效应比不计及弹托的边侧效应严重得多，且回收的飞片及靶的严重变形也归结于弹托的边侧效应．     

软土地基扩径桩竖向承载性能研究

扩径桩作为一种软土地基新型处理技术,它的存在使其承载性能优于传统桩基.本文通过在砂土中进行一系列尺寸相似比为10的扩径桩模型试验和PLAXIS 3D建模计算,研究扩径桩在抗压、抗拔条件下的承载性能与扩径体在荷载传递过程中的作用机制.研究结果表明:在良好持力层中,扩径体能显著提高等直径桩的抗压极限承载力1.76倍、抗拔极限承载力2.47倍,明显降低桩顶位移.扩径桩桩身轴力和侧摩阻力在扩径段均发生显著突变,但扩径体两端存在侧阻弱化现象.在下压荷载下,扩径桩表现出多支点摩擦端承桩特性;在上拔荷载下,扩径段的侧摩阻力表现出强化效应.修正了《建筑桩基技术规范》中单桩抗压、抗拔极限承载力参数取值,计算结果与试验值基本吻合,适用于预估扩径桩的竖向承载力.该研究结果可应用于软土地基中良好持力层的桩型选择.     

预制桥墩节段节点抗剪性能有限元模拟及参数分析

鉴于预制节段拼装混凝土桥墩中存在节段-节段接缝,而接缝(节点)属于受力薄弱环节,由此对预制拼装桥墩节段节点的抗剪性能进行研究,设计制作了一组桥墩节段节点抗剪试件进行拟静力加载试验,并建立三维有限元分析模型,通过与试验结果的比较,验证了有限元模拟方法的正确性.然后利用有限元模型进行了另外2组节段节点抗剪模型加载模拟,得到了各试件在不同约束应力作用下的剪切力—剪切位移关系曲线以及剪力键在不同受力阶段的开裂形态等结果.在比较了有限元分析得到的节点抗剪承载力与AASHTO规范的计算结果后,发现AASHTO规范公式低估了平接缝与实心截面多剪力键干接缝的抗剪承载力;同时在高约束应力下,应适当减小AASHTO规范公式中的摩擦系数,才能与试验结果一致.