不同体型建筑物尾流作用下的高层建筑的风荷载特性

采用高频底座力天平方法,研究了不同断面形状的施扰建筑对一典型断面受扰建筑的静力和动力干扰影响,分析了正方形断面施扰建筑和非正方形断面施扰建筑的干扰效应的差异和产生差异的干扰机理。结果表明:施扰建筑断面形状的改变对静力干扰的影响不显著,但对于动力响应方面则有非常明显的影响。由于位于上游的切角断面施扰建筑脱落的在其尾流中的漩涡频率要明显大于正方形断面施扰建筑的涡脱频率,使得其产生的最大包络动力干扰因子值(EIF)要显著高于断面为正方形施扰建筑的EIF值,最大可达4.41(顺风向)和3.69(横风向),相比断面为正方形的高出142%和82.7%。     

地震和风耦合作用下连体高层建筑联合易损性分析方法研究

近年来,城市地标建筑的建设中,高层连体建筑越来越受到青睐,在其服役期内不可避免地受到风和地震等多种灾害作用。而单一灾害作用下的结构失效概率低估了结构损伤乃至倒塌的可能性,迫切需要多灾害作用下的结构安全性能评价方法。本文以苏州国际会议酒店的连体高层建筑为对象,开展了地震和风耦合作用下的联合易损性分析方法研究。首先,建立了地震和风耦合作用下的多灾害易损性函数和结构性能需求函数,形成了多灾害联合易损性分析方法。随后,选取了地震动记录,开展了基于数值风洞的结构风荷载模拟,并进行了单一灾害作用下的结构易损性分析。最后,基于均匀分布抽样了100组地震和风耦合作用的荷载组合,开展了结构多灾害联合易损性分析。结果表明,结构易损性随着PGA和风速的增大而增大;相比单一灾害作用,地震与风耦合作用下,结构各破坏状态的失效概率均有所增加;当风速达40 m/s时,罕遇地震作用下结构轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌破坏的概率相比仅地震作用时分别增加了1.13%,35.67%,84.00%和98.33%。本文研究为复杂高层建筑多灾害安全性能评价提供了可用工具和参考。     

Lanczos向量叠加法的改进及其在高层结构动力分析中的应用

本文柔度法形成高层建筑结构的动力方程,在对现有Ｌａｎｃｏｚ向量叠加法改进后,建立了用改进的Ｌａｎｃｚｏｓ向量叠加法进行高层建筑结构的动力计算的具体步骤与原则。     

爆炸冲击波作用下高层建筑基础与地基间的滑移与翘离

本文采用能反映基础与地基间接触面力学特性的弹塑性薄层有限连接单元与二维有限元相结合的方法,探讨了高层建筑在爆炸空气波作用下的动力反应,着重研究了基础与地基间产生的滑移与翘离效应。还探讨了有限元边界条件,结沟、基础与地基材料等因素对结构的动力反应、基础与地基间的滑移与翘离效应的影响。     

矩形板在面内荷载作用下的非线性屈曲分析

本文分析了具有不同面内边界条件的矩形板,面内受到常位移梯度偏心加载和常荷载偏心距加载的条件下的屈曲后性能和极限荷载.计算中同时考虑了板初曲和残余应力的影响,成功地将线性有线条理论推广应用于解决板的大挠度弹塑性稳定问题.这一方法与目前研究此类问题的其它方法相比较,在同等精度下计算工作量小得多.     

基于流固耦合作用的抽水引起地面沉降计算模型

过量开采地下承压水会引起地基土体的变形,进一步导致地面沉降和地裂缝等地质灾害,抽水引起地层的变形过程是土层中孔隙水和土颗粒相互作用的复杂过程．两步法和流固耦合法是计算地面沉降常用的两种思路,它们的适用性各有不同．本文基于理想的地层模型,分别建立两步法计算模型和流固耦合计算模型,利用FLAC3D6.0有限差分软件对模型进行求解,对比分析两类方法计算结果的差异．结果表明流固耦合法符合力学机制,能够更好地反映土体变形的发展过程,但计算时间更长．而两步法适用于稳定流,在渗流达到稳定流时两步法计算的孔压分布和地面沉降能够满足工程精度要求．本文的研究成果为合理选取地面沉降计算方法提供依据．     

倾斜上拔荷载下挤扩支盘桩响应分析

为研究挤扩支盘桩在倾斜上拔荷载下的响应,利用 ABAQUS 对该受荷模式下挤扩支盘单桩进行了数值模拟,得到了5种上拔和水平荷载组合下两盘和三盘挤扩支盘桩盘数在不同盘间距下的荷载-位移曲线及桩身内力和位移的分布规律.数值结果表明:单桩在上拔和水平荷载作用下存在荷载耦合,上拔荷载明显减小了单桩水平刚度,水平荷载减小了单桩竖向刚度,但影响有限;基于数值结果提出复合承载力计算的椭圆公式,本文的对比结果表明:该公式的预测误差小于10%,且预测结果偏于安全;水平荷载的存在导致靠近土体表面首盘的抗拔能力不能充分发挥;建议在水平与上拔荷载比较大的支盘桩中,首盘到土面距离不宜小于8d.     

预应力混凝土梁桥在移动荷载作用下的动力响应分析

建立预应力钢筋混凝土等直梁强迫振动的运动微分方程,分析了梁在预应力钢筋作用下的横向振动问题.将运动微分方程解耦,得到梁在预应力作用下自振频率的解析解以及梁振动时的动力响应.分析了梁的自振频率与预应力和偏心距的关系.通过实例计算,得到了关于不同速度移动荷载车辆作用下梁的动力挠度曲线,并给出了考虑预应力和不考虑预应力时梁的动力效应比较.结果表明:随着车辆荷载移动速度的增大,梁的动力挠度随之增大;考虑预应力时梁的动力效应略有降低.     

循环荷载作用下金属玻璃的硬化行为研究

本文采用分子动力学模拟方法研究二元Cu-Zr金属玻璃在循环荷载作用下的力学行为,并通过荷载-位移曲线、Voronoi指数、局部剪切应变等多种方式分析了不同合金比例和不同加载速率下的硬化行为.结果表明,Cu-Zr金属玻璃的屈服能力随Cu含量的增加而增加,主要是由于Cu含量高的金属玻璃有着更多的短程有序结构.四种不同比例的金属玻璃经过循环荷载诱导后,大深度压痕下的平均硬度比单次压痕下的平均硬度分别增加了1.86%～3.17%.循环过程中剪切带的产生和累积,以及压头下方区域的平均原子体积减少,使得结构更加紧密,从而可以抵抗进一步的变形,这是导致硬化行为的主要因素.采用不同加载速率对Cu₅₀Zr₅₀金属玻璃进行单次压痕和循环压痕,加载速率越高,金属玻璃的平均硬度越高,硬化效应也越明显.     

基于GPS的江阴市地面沉降规律及机理研究

根据GPS监测结果及已有水准测量成果,并结合地下水开采活动和地面沉降分层标的监测资料,系统而深入地研究了江阴市地面沉降时空演化规律及成因机理,发现江阴市地面沉降主要发生在南部,向北、向东沉降量逐渐减小,在时空上与地下水开采密切相关,并具有滞后性及不可逆性;江阴市地面沉降的发生主要受内外两种因素控制,本身具备沉降特性的地质环境条件,包括基岩起伏特征、第四纪土层结构和水文地质条件等,是必备的内在因素,而长期超量开采地下水则是导致地面沉降的主要外因,地面沉降的形成主要是含水砂层的压密和顶底板粘性土层的固结。     

红层区城镇地下水对建筑物基础腐蚀及防治研究——以天水市为例

地下水对建筑物基础腐蚀是发育广泛、速率缓慢的地质灾害,它对红层区城市基础工程危害尤显突出。以天水市的红层区为例,利用长期积累的大量地下水化学资料,探讨了腐蚀性地下水的成因,提出了防治地下水对建筑物基础腐蚀的对策。