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2010年  第27卷  第增刊Ⅱ期

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综述
力学在学科发展及国民经济中的重大作用
崔京浩
2010, 27(增刊Ⅱ): 1-041.
摘要:
力学是物理学的发端和基础,它引领并推动了基础学科的发展,是自然科学中历史最悠久、延伸功能最强的基础学科,对国民经济、技术科学和工业行业的发展有着举足轻重的作用,这种作用在新中国成立后尤其明显,甚至可以说中华民族的伟大复兴离不开力学。
节能减排与低碳建筑
王崇杰, 薛一冰
2010, 27(增刊Ⅱ): 42-047.
摘要:
在当前低碳经济的形势下,低碳建筑作为一种新的理念正被国人接受,我国作为一个能耗和排放大国,节能减排势在必行。发展低碳建筑是实现节能减排的重要途径,这已经成为世界建筑行业的发展趋势。该文根据我国建筑能耗和排放现状,从建筑节能的角度分析了发展低碳建筑的必要性和可行性,并提出了合适我国国情的低碳建筑发展策略,为我国低碳建筑的发展提出了新的发展思路。
CFRP-钢管混凝土结构研究的进展与展望
王庆利, 车 媛, 谭鹏宇, 邵永波
2010, 27(增刊Ⅱ): 48-060.
摘要:
在预制的CFRP-钢管内部浇筑混凝土而形成以承受压力为主的构件,或者对需要增加新功能的或轻微受损的既有钢管混凝土结构进行CFRP增强、修复和加固,形成所谓的CFRP-钢管混凝土(CFRP-CFST)结构。CFRP-CFST可以充分发挥三向受压混凝土抗压强度高的优点,同时可以避免钢管的屈曲,并且承载力更高、耐久性更好。介绍了CFRP-钢管混凝土构件和节点静力性能和滞回性能的研究现状,包括试验研究、有限元模拟、理论分析、承载力指标以及构造措施等,最后指出了CFRP-CFST的复合受力、耐火性能以及框架和结构体系等后续研究内容。
结构变形稳定与控制理论及在岩土工程中的应用
杨 强, 刘耀儒, 常 强, 冷旷代, 周维垣, 杨若琼
2010, 27(增刊Ⅱ): 61-087.
摘要:
常规的刚体极限平衡法难以适应对高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群等大型岩体工程稳定评价及加固措施分析,需要在变形结构分析的基础上开展稳定与加固分析,而这是岩土数值分析方法的一个核心难点。在回顾总结变形稳定的特点和难点的基础上,给出了复杂多自由度变形结构体系失稳的严格定义及其集合逻辑表述,以及加固力数学的表述和实质,发展了基于塑性余能及其变分的变形结构稳定性判据,并以此为基础统一了基于结构势能二阶变分的稳定判据。完善了失稳结构的最小塑性余能原理,指出了失稳结构总体演化趋势,为新奥法施工原理、潘家铮最大最小原理奠定了严格理论基础。并将上述变形稳定理论应用于高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群的稳定性评价。
“城市窑洞”式绿色建筑研究
李 珠, 刘元珍, 代学灵, 张 婷
2010, 27(增刊Ⅱ): 88-095.
摘要:
“城市窑洞”式建筑是基于绿色建筑的发展要求研发的,研究过程中借鉴了传统土窑洞的实现方式。通过对新型高效节能的保温材料的研制,通过合理的设计和施工,将传统土窑洞保温隔热原理应用到现代城市建筑中,营造出一种“形状上不似窑洞,功能上胜似窑洞”的超低能耗的绿色建筑。该文从高效节能材料,整体式保温隔热建筑的设计、施工、温湿度测试、热工计算、抗震性模拟等方面开展研究工作。通过理论分析、试验和实际工程测试证明:“城市窑洞”式绿色建筑具有居住舒适度高、节能省地、轻质高强、抗震性能好等特点。该文旨在通过玻化微珠整体式保温隔热建筑的研究,探索一种能够提供健康、舒适、安全的居住和工作空间的建筑,探索高效率地利用资源、最低限度地影响环境的建筑的实现方式。
济南市工程地质特征分析及问题探索
陈启辉, 田洪水, 孙振波, 宋金平
2010, 27(增刊Ⅱ): 96-104,.
摘要:
济南市地层发育完善,不同地层岩石和土的工程特征差异性较大。在区域地质构造基础上,阐述济南的地质构造与岩土工程基本特征。分析泉水成因,提出保泉措施,并对地基土适宜性评价分析。针对济南工程地质问题,提出其综合防治措施,为工程建设提供借鉴。
济南奥体中心场馆钢结构设计特色与健康监测
周学军
2010, 27(增刊Ⅱ): 105-113.
摘要:
济南奥体中心体育场馆为2009年第11届全国运动会的主赛场。该文主要介绍济南奥林匹克体育中心场馆钢结构设计特色及结构健康监测的主要做法和监测效果。该体育中心包括一场三馆:即体育场、体育馆、游泳馆和网球中心,除体育馆采用弦支网壳结构外,其余基本为空间折板钢管桁架结构。工程实践表明:对大跨空间结构设计进行总装分析至关重要,分析时节点计算模型的简化,必要时应进行铰接刚接双控分析;对复杂空间结构的节点尚应对其进行有限元模拟分析。对于弦支网壳结构而言,最关键的是预应力体系的建立以及预应力大小的选择,该工程采用平衡矩阵理论得到的预应力值,实践证明是可行的和有效的。该工程利用光纤光栅传感器进行结构健康监测取得了较好的效果,具有较高的准确度和较好的稳定性,可以推广应用于其他类似结构的健康监测当中。
广州珠江新城地下空间关键技术应用研究
张季超, 刘 晨, 刘茂龙, 许 勇, 林本海, 郑先昌
2010, 27(增刊Ⅱ): 114-123.
摘要:
广州珠江新城地下空间作为国内目前开发规模最大的城市地下空间项目之一,在建设过程中采用了多项新技术。该文主要对深基坑开挖支护、隧道盾构施工、无梁楼盖内置环式型钢剪力键板柱节点、空心钢管混凝土楼盖、地下结构后浇带钢箱(板)变形装置、地下空间性能化防火、冰蓄冷集中供冷系统、“中水”系统、地下集运系统等关键技术的应用研究进行了探讨,可供同类工程参考。
结构拓扑优化ICM显式化与抛物型凝聚函数对于应力约束的集成化
隋允康, 铁 军
2010, 27(增刊Ⅱ): 124-134.
摘要:
对于连续体结构拓扑优化问题,该文指出:其最大求解困难除因0-1离散变量的本质造成,更因为目标函数、约束条件在理论上无法建立同0-1拓扑变量的直接联系。ICM(独立-连续-映射)方法解决了这一困难:用阶跃函数构筑了0-1变量与单元具体物理量或几何量联系的桥梁;将其逆函数(我们称之为跨栏函数)代入具体的优化表达式中,就可以显化拓扑优化模型与0-1变量的关系;其中跨栏函数用其逼近函数——过滤函数代替之,于是,不可微的结构拓扑优化规划就被可微化;进而可调常用的光滑算法进行有效的求解了。在磨光函数和过滤函数分别逼近阶跃函数和跨栏函数的同时,传统的0-1拓扑离散变量扩展为[0,1]区间上的连续变量了。由于许用应力、弹性模量、密度等材料性质被过滤函数识别,因而产生了相应的单元全程性质的概念,同理定义了单元全程几何参数的概念。基于ICM方法,利用单元全程许用应力,可以便捷地推导出结构拓扑优化应力奇异问题的 -松弛解法的公式。提出了抛物型凝聚函数,证明了相关的定理,并且用于应力凝聚化处理的拓扑优化问题求解。另外,数值算例表明该文方法是有效的。
再生混凝土框架-剪力墙结构抗震研究与应用
曹万林, 张建伟, 尹海鹏, 陈家珑
2010, 27(增刊Ⅱ): 135-141.
摘要:
笔者对再生混凝土建筑结构的抗震性能进行了较为系统的研究,该文完成了2个框架-剪力墙结构模型低周反复荷载下抗震性能试验研究,模型均按1/2.5缩尺,其中模型1为全再生混凝土结构,模型2为底部普通混凝土、上部全再生混凝土结构。对比分析了2个试验结构的破坏特征、滞回性能、延性、刚度及耗能能力。进行了再生混凝土框架-剪力墙结构的弹塑性有限元分析,分析结果与试验结果符合较好。试验和分析结果表明:全再生混凝土结构与底部普通混凝土、上部全再生混凝土结构的承载力、刚度退化规律、弹塑性变形能力、耗能能力、屈服机制、破坏特征均接近;经合理设计,再生混凝土在8度及以下地震区的多层结构和高层结构上部受力较小的楼层应用可满足要求。
基于结构可靠性理论的既有桥梁承载能力评估
李全旺, 李春前, 孙健康
2010, 27(增刊Ⅱ): 142-151.
摘要:
由于长时间的使用、超载、环境侵蚀以及性能劣化等人为或自然因素的作用,既有桥梁在服役期间会出现各种结构损伤。如何对其承载能力及安全性能进行评估已成为世界各国桥梁工程界普遍关心的热点问题之一。该文简要介绍了用于既有结构安全评估的结构可靠性理论,并在该理论框架下分析了既有桥梁评估的特点和与新建桥梁设计的不同之处。在此基础上,讨论了结构可靠性理论在既有桥梁评估规范当中具体应用,并具体比较了中美两国桥梁评估规范间的异同,指出:1) 依据实测的材料强度、几何尺寸、整体效应,并考虑构件损伤造成的不确定性增加对既有桥梁承载力进行评价;2) 按照多层次的车辆荷载等级,考虑实测车流评估既有桥梁的安全状况,这两点是美国规范先进于我国规范的地方,也是我国规范发展的方向。既有桥梁的承载历史是对其承载能力的证明,依据承载历史对既有桥梁的承载力进行修正能有效提高既有桥梁的安全等级,减少不必要的加固和限行。该文最后针对我国车辆荷载的特点,通过可靠性分析提出了依据实测日通行车辆数ADTT修正活荷载分项系数的方法,并对依据既有桥梁承载历史修正其承载力提出了建议。
举办学术会议提升科技期刊水平
黄丽艳, 崔京浩
2010, 27(增刊Ⅱ): 152-156.
摘要:
举办学术会议是提升科技期刊水平的重要途径。《工程力学》由于连续多年举办学术会议,大大提高了刊物的质量和水平,扩大了刊物的国内外影响。会议促进了期刊的传播力度,带动了期刊的发展和提高。
基本方法
防屈曲支撑的实时能量守恒子结构试验
李 妍, 吴 斌, 欧进萍
2010, 27(增刊Ⅱ): 157-162.
摘要:
为了提高子结构试验技术对非线性结构的稳定性,把无条件稳定的能量守恒逐步积分方法实施于子结构试验中,提出基于该逐步积分方法的子结构试验方法(以下简称能量守恒子结构试验方法)。采用等效力控制方法求解隐式差分方程。为解决实时能量守恒子结构试验时滞问题,利用三阶外插补偿原理给出时滞补偿时的等效力命令计算公式。实现了非线性防屈曲支撑试件的实时能量守恒子结构试验,试验结果证明了提出的试验方法对非线性结构具有可行性,等效力控制方法解决非线性隐式方程迭代问题是有效的,同时说明应用三阶外插补偿原理进行等效力命令时滞补偿具有很好的补偿效果。
弯管在面内开弯矩作用下的弹性应力解析解
陈孙艺
2010, 27(增刊Ⅱ): 163-166.
摘要:
为了评估弯管开弯的工程安全性,建立力学模型推导了面内开弯矩作用下弯管的经向应力式,该式与面内闭弯矩作用下的经向应力式结构相似,但两者除了在同一部位存在拉应力与压应力性质相反的变化关系外,还有数值大小的区别。不同弯曲系数和圆周角处开弯经向应力均大于闭弯经向应力。而面内开闭弯矩作用下的环向应力式结构相同、大小相等、符号相反。等径弯管在面内弯矩作用下的弹性应力解析解只是异径弯管在面内弯矩作用下弹性应力解析解的一种特例,以异径弯管不同经向弯角处管截面的几何参数代入有关公式,即得该截面的应力。
土木工程学科
地震荷载作用下条形基础地基动承载力的近似解
丁继辉, 赵 拓, 袁 满, 麻颜君
2010, 27(增刊Ⅱ): 167-170,.
摘要:
在地震荷载作用下,假定地基滑动面为Prantle滑动面。通过地震系数将静土压力计算扩大到动土压力。利用拟静力法和极限平衡分析方法,导出条形基础均质地基动承载力的近似解答。讨论了地震作用下地基动承载力系数的影响因素,给出了地基动承载力系数随内摩擦角、水平地震系数和竖向地震系数的变化规律,并与其他作者的结果进行了比较。
基于能量耗散机制的混凝土受压损伤模型
龙渝川, 李正良
2010, 27(增刊Ⅱ): 171-177.
摘要:
为模拟混凝土滞回行为,在传统损伤力学模型中引入非线性卸载-线性重加载路径,然后采用累积耗散能量定义损伤因子,建立了基于能量耗散机制的各向异性受压损伤模型。应用该模型模拟混凝土受压往复加载试验,并进行损伤指数的敏感性分析。计算结果显示,模型获得的应力-应变响应与试验结果具有良好的可比性,能够反映损伤导致的刚度退化、残余变形累积以及加卸载过程中的滞回耗能现象。同时,损伤指数的取值对计算精度影响显著,必须完善其率定方法。数值算例表明,该模型可以应用于模拟受压往复加载作用下的混凝土非线性力学行为。
斜拉索参数振动精细化模型及其影响因素研究
于岩磊, 高维成, 孙 毅
2010, 27(增刊Ⅱ): 178-185.
摘要:
斜拉索作为大跨斜拉结构重要组成构件,其复杂振动特性会影响着整体结构的受力性能。该文针对大跨斜拉结构拉索的一种非线性振动——参数振动,考虑塔柱、拉索及空间结构的协同作用,建立精细化振动模型,系统研究拉索参数振动特性及其各种影响因素,并给出索参数振动机理的物理解释。研究结果不仅可以指导大跨斜拉结构的设计施工,还能为拉索参数振动的抑制和控制提供建设性意见。
动力排水固结法处理填海地基的研究应用
许 勇, 周翠英, 张季超
2010, 27(增刊Ⅱ): 186-190.
摘要:
通过合理设置水平和竖向排水通道,利用“先轻后重、少击多遍、逐级加能”的动力排水固结施工工艺,对填海地基动力排水固结法设计与施工技术进行了试验研究,并将该技术应用于惠州石化区28万m2的填海工程饱和淤泥质软土的处理中。实践证明,动力排水固结法处理填海饱和软土地基可以使场地产生较强的排水固结效应,在短期内达到较理想的地基处理效果。
框架结构系统辨识的统计方法研究
李炜明, 朱宏平
2010, 27(增刊Ⅱ): 191-195,.
摘要:
提出了土木工程结构的系统辨识及其统计方法研究的定义,并基于结构的不同动力响应,运用不同的统计方法,进行了系统辨识的研究。对于3层框架结构的实测、数值计算的动力响应进行了初步的分析,计算了特定工况下加速度响应的概率密度及其分布,以及不同工况的模态方差,结果表明,结构直接动力响应的统计特征难以对结构参数进行显著辨识。运用统计过程控制理论,在95%置信水平下,对结构损伤进行了定性、定位以及初步定量的辨识。同时,基于主成分分析方法,分别基于结构的加速度响应、模态响应,对结构的不同损伤工况进行了辨识。
混凝土SHPB试验的数值模拟
焦楚杰, 李 祯, 高 乐
2010, 27(增刊Ⅱ): 196-200.
摘要:
利用有限元分析软件LS-DYNA对混凝土的分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击压缩过程进行了数值模拟,再现了混凝土试件在冲击试验过程中的应力波形、应力波震荡现象、应力-应变曲线以及试件的破坏过程,模拟结果与试验实测结果具有较好的类似性。模拟研究还发现:在SHPB冲击试验的过程中,混凝土试件内部应力波经历了多次来回震荡后近似稳定,混凝土试件的破坏稍微滞后于应力峰值,混凝土试件的破坏是从周边脱落开始,最后发展到试件中间。
防屈曲支撑钢框架基于延性的抗震性能设计
贾明明, 吕大刚, 张素梅, 蒋守兰
2010, 27(增刊Ⅱ): 201-206.
摘要:
防屈曲支撑滞回曲线稳定饱满,耗能能力强,可以为结构提供较大的附加阻尼,在进行抗震设计时要予以充分考虑。传统的基于弹塑性层间位移角限值的抗震性能设计往往会高估结构总的有效阻尼比,使设计偏于不安全,因此该文以我国抗震规范弹性反应谱为基础,提出了一种基于延性的抗震性能设计方法,最后通过增加支撑构件和调整支撑的类型或截面的方法完成结构设计,使其满足抗震性能目标的要求。
空间复杂钢管节点试验研究
赵宪忠, 徐祥斌, 闫 伸, 王 彬, 陈以一, 范 重, 彭 翼, 李 丽
2010, 27(增刊Ⅱ): 207-211.
摘要:
该文介绍了某三层桁架屋盖结构中采用的4种典型节点——双KK+系杆节点、X+双KK节点、X+双K焊接节点和X+双K铸钢节点的静力加载试验。根据实际情况对试件进行了多点同步加载,通过现场跟踪测试,得到了节点区杆件的内力变化、节点区关键测点处的应力分布、节点整体及局部变形等数据。考察了节点的内力传递路径、破坏模式,对节点的性能进行了综合评估。分析表明:此类节点的节点承载效率较高,可以满足承载力要求。此外,对X+双K焊接节点和X+双K铸钢节点进行了比较,分析了两种节点性能上的差异,研究表明,铸钢节点与焊接节点相比,有较好的力学性能,但铸钢件与相连杆件的连接焊缝将对节点的安全性能产生很大 影响。
海砂混凝土及其耐久性保护
施养杭, 王丹芳, 吴泽进
2010, 27(增刊Ⅱ): 212-216.
摘要:
根据海砂的主要成分和特征,针对海砂在土木工程中的使用现状,通过对钢筋锈蚀机理分析,揭示海砂对混凝土结构耐久性的不良影响。阐述“海砂屋”关于耐久寿命的潜在危险,剖析因海砂中的海盐引起钢筋锈蚀的工程事例和教训,重点提出对于海砂混凝土防止钢筋锈蚀的关键技术;对比阴极保护系统和电化学除氯法的原理及具体做法,提出在海砂混凝土工程中抑制钢筋锈蚀的主要办法。根据现行国家规范对混凝土结构耐久性设计的实际要求,指出混凝土所用海砂的氯盐限量;并针对海砂对混凝土结构耐久性的危害提出若干防治措施。
基于损伤理论的预应力混凝土梁弹性模量分析
熊辉霞, 司马玉洲, 张耀庭
2010, 27(增刊Ⅱ): 217-220,.
摘要:
针对混凝土材料在成型过程中不可避免的存在微裂缝和微孔隙的特点,定义了基于混凝土弹性模量表达的负损伤变量,把负损伤变量引入到损伤本构方程中,采用损伤力学附加荷载有限元法对体外预应力混凝土梁的受力过程进行了分析,得到了预应力混凝土梁的弹性模量随预应力变化的规律。结果表明:引入负损伤变量可以很好地模拟混凝土弹性模量的变化,特别是施加预应力阶段;运用求得的混凝土弹性模量对某试验梁的自振频率进行分析,计算结果在变化趋势上是和试验结果相一致,并且误差在可以接受的范围之内。
基于WIEGHARDT地基的桩弹性分析
张永兴, 陈 林
2010, 27(增刊Ⅱ): 221-225.
摘要:
基于梁挠曲线微分方程,考虑剪力对桩变形的影响,利用梁单元间变形、转角、弯矩和剪力协调条件,桩整体平衡条件,给出了Wieghardt地基模型下桩变形计算方法。根据与桩变形之间的导数关系,进一步得到桩的转角、弯矩和剪力表达式。算例分析表明,计算结果与有限元方法计算结果基本吻合,Wieghardt地基模型性能优于传统Winkler地基模型,考虑侧向连续性的Wieghardt地基模型能较好地模拟桩周土体对桩支承、约束及水平位移的影响。
碎石排水桩抗地震液化的试验研究与理论分析
李立军, 牛琪瑛, 梁仁旺, 杨庆陶
2010, 27(增刊Ⅱ): 226-230.
摘要:
振冲碎石桩处理砂土液化地基,通过挤密土体以及依靠桩体的排水减压和桩体减震共同作用来减轻或消除砂土液化的影响,取得较好的效果。该文利用小型振动台模型试验,重点研究碎石桩加固后的排水减压作用和理论分析。试验表明采用碎石桩加固可液化砂土,由于其良好的透水性抗液化效果明显优于其它方案。
广州外国语学校首期软基处理工程检测与监测
刘茂龙, 马 哲, 吴 超, 吕超兵, 张季超
2010, 27(增刊Ⅱ): 231-234.
摘要:
根据大面积软弱地基处理工程的要求,进行了地表沉降、孔隙水压力、深层水平位移、静力触探试验、十字板剪切试验等方面的检测与监测。对地基加固的施工质量、加固效果做出了及时有效的评估,对同类工程有一定的参考价值。
超高韧性水泥基复合材料在受弯构件中应用研究
李庆华, 徐世烺
2010, 27(增刊Ⅱ): 235-239.
摘要:
超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有出色的非线性变形能力、能量吸收能力和裂缝控制能力,针对该材料在受弯构件中的应用问题,开展了钢筋增强UHTCC受弯构件和UHTCC取代受拉区纵向钢筋周围部分混凝土而作为钢筋保护层受弯构件的试验研究。结果发现,UHTCC与钢筋能够协同工作,提高构件的承载能力和延性,裂缝宽度也得到良好的控制效果。
基于变形的框架-剪力墙结构地震内力实用计算方法
刘建新, 高圣宝, 梁本亮, 王红囡
2010, 27(增刊Ⅱ): 240-244.
摘要:
为确保高层框架-剪力墙结构多道抗震防线性能的合理实现,《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002》修改了框架-剪力墙结构中框架柱地震剪力的调整方法;该文在参考文献《高层框-剪结构中框架地震内力的确定》的研究基础上,提出一种基于结构变形指标并考虑剪力墙刚度退化的框架-剪力墙混凝土结构框架地震剪力的分段实用计算方法;通过工程实例把该文方法与《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002》方法的计算结果进行了比较和分析;实例表明:《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002》的调整方法是十分必要的,该文方法可作为规范补充和完善的重要参考。
配合盾构法建成三连拱地铁车站模型试验研究
李 围, 何 川, 陈晓婷
2010, 27(增刊Ⅱ): 245-248.
摘要:
采用相似模型试验,进行了在盾构隧道基础上扩挖建成三连拱隧道地铁车站的施工方案研究。结果表明,采用预留核心土台阶法扩挖建成两连拱隧道地铁车站的施工方案是可行的,但需采用双排小导管注浆超前加固,达到其加固效果后,才能进行土体开挖。施工完成后地层竖向位移场呈“U型”分布,不加固条件下,地表和地中位移很大。地表沉降曲线为近似正态分布,施工完成后其沉降槽宽度为3B,B为三连拱结构的总宽度。
自密实轻骨料混凝土的双K断裂参数和断裂能试验研究
吴 熙, 付腾飞, 吴智敏
2010, 27(增刊Ⅱ): 249-254.
摘要:
自密实轻骨料混凝土(Self-consolidating lightweight concrete,SCLC)是一种自重轻,无需振捣的新型混凝土。其工作性能、耐久性能已有少量研究,但SCLC的断裂性能目前未见报道。该文配制了六组不同的缝高比的SCLC三点弯曲梁。通过试验测得的荷载-位移曲线,计算了SCLC的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度,并采用边界效应方法计算了真实断裂能。试验表明,SCLC的起裂断裂韧度随试件缝高比增大而增大,失稳韧度则随缝高比的增大而保持常数,为1.17MPa•m1/2。测得的断裂能Gf也随试件缝高比的增大而增大,真实断裂能GF=116.1N/m,过渡韧带长 32.5mm。
广州大学城综合管沟应用实践研究
丁晓敏, 张季超, 许 勇, 朱 超
2010, 27(增刊Ⅱ): 255-258.
摘要:
广州大学城建设了国内规模最大、设施最为完善的综合管沟,在它建设和管理过程中遇到了地基处理、投融资和费用分摊等技术问题。针对上述难题,首先在不同区段分别采用排水固结、复合地基和桩基础等方法,解决了综合管沟地基基础的不均匀沉降问题;然后采用建设与运营分开的模式,在费用分摊方面找到了较为合理的平衡点,其整体应用效果良好,可供其他类似工程参考。
利用阻尼型辅助索的斜拉索减振试验研究
何永龙, 孙利民, 周亚刚
2010, 27(增刊Ⅱ): 259-262.
摘要:
辅助索是控制超长斜拉索振动的有效措施,该文通过试验验证阻尼型辅助索对索网结构的减振效果。对具有不同数量、位置、阻尼系数阻尼器的辅助索工况进行了研究,试验模型由三根斜拉索和一根辅助索组成,通过人工激励使拉索产生一定幅值的振动,采集索网自由振动时程,进行频谱分析、滤波及线性拟合分析处理得到索网的模态阻尼。试验结果表明:索网结构低阶振动呈整体振型;采用阻尼型辅助索能有效提高索网的对数衰减率,阻尼器数量越多减振效果越好,而安装位置不同减振效果不同,阻尼不同减振效果也不一样。
基于易损性分析的桁架桥传感器布设方法
姜绍飞, 杨 博, 吴兆旗
2010, 27(增刊Ⅱ): 263-265,.
摘要:
灾害或材料性能的退化其结构使用功能下降,为了有效地管理大型复杂结构并减少灾害的损失,结构健康监测系统的研发成为目前国际社会研究的热点。传感器的布设不仅决定着监测系统性能的好坏而且还影响着系统的造价与维护成本。该文从传感器布设的常用方法入手,提出了一种基于结构易损性分析的传感器布设方法。它基于构件刚度的重要性系数,通过其与冗余度的关系来搜索、确定结构的失效模式,并提出采用结构应变能来评价失效模式的损伤需求,进而确定最易损结构失效路径,据此布置传感器。最后通过一个桁架桥算例验证了该方法的可行性和有效性。研究发现,所提出的方法是可行的、有效的。
基于无网格法的反向器拓扑优化设计及性能测试
杜义贤, 方子帆, 田启华
2010, 27(增刊Ⅱ): 266-271.
摘要:
为了满足柔性机构的大变形特性,该文将无网格伽辽金法和拓扑优化理论相结合,提出了反向器的拓扑优化设计方法,并对按设计结果加工的机构进行了性能测试。在优化过程中,利用无网格法进行反向器的结构响应分析和敏度分析,从本质上满足了柔性反向器的非线性要求。根据设计结果制造了线性和非线性两种反向器,并对其进行了性能测试,测试结果表明,基于非线性无网格法的优化方法优于基于线性的优化方法。
位移约束桁架尺寸优化设计的改进齿形法
刘树堂
2010, 27(增刊Ⅱ): 272-275.
摘要:
该文提出一种改进齿形法应用于具有应力与位移约束的桁架尺寸优化问题。对于应力约束所需的杆件截面积由杆件各工况荷载下的最大内力来确定。对于位移约束所需的杆件截面积,按当前迭代位移比最大的位移约束、采用桁架满位移设计准则确定。分别计算应力约束和位移约束的杆件截面积比,取二者较大者并施加松弛系数作为准则步时杆件截面积更新的参数。对三杆及十杆平面桁架的算例进行了优化设计研究,结果表明该文提出的方法稳定性好、收敛速度快、优化效果好、应用简单。
历史保护建筑砖材强度检测方法研究
肖煌俊, 刘卫东, 谈晓青, 杨伟波
2010, 27(增刊Ⅱ): 276-279.
摘要:
该文采用无损检测方法测定历史保护建筑砖材强度,利用回弹法、超声法以及超声回弹综合法对人工砖进行检测,经过回归分析建立历史保护建筑人工砖强度计算公式,并对历史保护建筑物所在区域获取的具有相同损伤状态的人工砖进行校核检验。研究表明:所得经验公式可用于相同类型的历史保护建筑砖砌体结构的检测,且超声回弹综合法比单纯的用回弹法或者超声法测得结果精确的多,最后提出了适用于历史保护建筑砖结构的检测方法,研究结果具有实用价值。
扣件式钢管模板支架的试验和数值模型研究
胡长明, 曾凡奎
2010, 27(增刊Ⅱ): 280-283,.
摘要:
目前模板支架的设计计算理论尚不完善,模板支架的安全使用难以保证,导致近年来模板支架的坍塌事故时有发生。该文对模板支架进行足尺试验研究,得到其极限承载力和失稳模式,发现模板支架在竖向荷载作用时,由于杆件缺陷和节点特性,横杆和剪刀撑仍然承受一定的内力,并提出了广义初始缺陷的概念。在数值计算时,采用通用有限元软件ANSYS根据试验中的模板支架建立三维杆系计算模型,将广义初始缺陷等效为假想水平力,进行非线性稳定承载力分析,试验和数值分析结果表明:在进行模板支架的计算时应该考虑广义初始缺陷对结构稳定性的影响,也表明建立的三维有限元模型是合理的,为开展系统的研究打下了良好的基础。
双排桩支护结构优化设计与工程应用研究
杨德健, 王铁成
2010, 27(增刊Ⅱ): 284-288.
摘要:
基于双排桩支护结构设计的基本理论、简化模型及内力计算方法,运用ANSYS有限元分析建立平面应变模型,对双排桩支护结构进行了分析,研究前后排桩排距等因素对围护结构侧向位移及桩身内力的影响。比较分析表明:前排桩、后排桩与桩间土协同作用效果明显,双排支护桩结构具有较大的侧向刚度,可有效地限制围护结构的侧向变形;排距对双排桩支护结构受力影响较大,合理选择排距可获得较好的支护效果。
地震作用下隔震桥梁的动力稳定分析
李 黎, 刘文静, 张 行
2010, 27(增刊Ⅱ): 289-293.
摘要:
结构动力稳定性是结构分析的前沿课题,有着重要的理论和实际应用价值。隔震桥梁在地震时,梁相对桥墩会发生运动,导致墩所受竖向力的偏心增大,为此,需要研究隔震桥梁在地震作用下的动力稳定问题。该文探讨了动力稳定分析的原理,采用时程分析与特征值屈曲分析相结合的方法,自编程序研究了在地震作用下,隔震桥梁的弹性动力稳定问题,并以世界上首座采用橡胶铅芯隔震支座的双层交通双层桥面隔震的连续梁桥——东江大桥双层墩引桥为实例,进行了地震作用下,共8种工况的稳定计算和分析。结果表明,隔震桥梁虽然采用隔震支座,取消了固定墩,但由于墩本身的变形减小,所以仍具有非常良好的地震动力稳定性能。
广东科学中心E区结构模型振动台试验研究
李鹏程, 张季超, 许 勇
2010, 27(增刊Ⅱ): 294-297.
摘要:
为了检验广东科学中心建筑结构的抗震性能,采用1∶35的比例制作了E区结构的缩尺模型,在三向六自由度大型模拟地震振动台上进行了试验,研究了模型结构的自振特性、阻尼比、地震反应特征,并分析了原型结构的地震反应性能。
LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的碰撞响应
符 蓉, 叶 昆, 李 黎
2010, 27(增刊Ⅱ): 298-302.
摘要:
在近断层脉冲型地震动作用下,LRB基础隔震结构可能与周围挡墙或基坑发生潜在的碰撞响应。该文利用改进的Kelvin碰撞分析模型,并假定LRB基础隔震结构的上部结构其层间恢复力模型为经典双线性模型,通过时程分析探讨了碰撞响应对上部结构动力特性的影响,研究发现:碰撞使上部结构的绝对加速度较基础固定时有很大的增加;而且碰撞发生而产生的巨大碰撞力使上部结构底部的层间位移时程曲线呈现出阶梯状并且出现明显的永久残余层间变形,这说明LRB基础隔震结构的上部结构底层较基础固定的上部结构底层有更高的延性需求,否则发生碰撞后容易导致上部结构的整体倒塌;碰撞的发生改变了LRB基础隔震结构的基本变形模态,激发了结构的高阶振形,造成了上部结构的运动不再保持为平动状态。