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2012年  第29卷  第增刊Ⅱ期

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综述
一维EEP自适应技术新进展:从线性到非线性
袁 驷 杜 炎 邢沁妍 叶康生
2012, 29(增刊Ⅱ): 1-8. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.07.ST01
摘要:
有限元后处理中超收敛计算的EEP(单元能量投影)法以及基于该法的自适应分析方法对线性ODE(常微分方程)问题的求解已经获得了全面成功,也推动了非线性ODE问题自适应求解的研究。经过研究,已经实现了一维有限元自适应分析技术从线性到非线性的跨越,该文意在对这方面的进展作一简要综述与报道。该文提出一种基于EEP法的一维非线性有限元自适应求解方法,其基本思想是通过线性化,将现有的线性问题自适应求解方法直接引入非线性问题求解,而无需单独建立非线性问题的超收敛计算公式和自适应算法,从而构成一个统一的、通用的非线性问题自适应求解算法。该文给出的数值算例表明所提出的算法高效、稳定、通用、可靠,解答可逐点按最大模度量满足用户给定的误差限,可作为先进高效的非线性ODE求解器的核心理论和算法。
走向绿色校园——以沈阳建筑大学校园建设为例
石铁矛 李 硕
2012, 29(增刊Ⅱ): 9-14. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST06
摘要:
绿色校园建设应侧重于校园生态环境和人文环境的共同建设。校园生态环境建设主要包括校园生态规划、校园生态建筑设计和校园生态景观设计三个方面。校园人文环境建设主要包括校园人文环境建设和环保理念的推广。该文将从生态环境建设和人文环境建设两个方面阐述绿色校园的建设策略,并以沈阳建筑大学为例来说明在绿色校园建设中一些值得借鉴的建设策略。
复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用
庄 茁 宋恒旭 彭 涛 汪丽媛
2012, 29(增刊Ⅱ): 15-22. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST02
摘要:
复合材料低速冲击损伤的特殊性及危害性使得对航空复合材料冲击损伤的评估尤为重要。该文通过建立数值计算模型并结合实验数据解决了4个方面的应用问题:1) 在ABAQUS子程序VUMAT中引入损伤模式及损伤演化,结合层间连接单元对层合板低速冲击损伤进行了模拟;2) 损伤容限设计方法要求对含缺陷结构的极限强度做出正确的评估,通过ABAQUS子程序USDFLD引入损伤模式及材料折减方案,得到了含圆孔的层合板极限拉压强度;3) 通过ABAQUS子程序UMAT引入损伤模式及刚度折减方案,结合层间连接单元,模拟了含预制分层的层合板压缩失效问题;4) 针对共用铺层结构的工程有限元计算问题,提出了力学等效模型,将该模型应用到结构级的静力实验模拟并拓展至结构冲击模拟。
蜂窝梁抗剪性能分析与计算
贾连光 李庆文 刘永方
2012, 29(增刊Ⅱ): 23-30,56. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST04
摘要:
该文对不同参数下的腹板开孔蜂窝梁抗剪性能进行分析。以试验为基础,基于有限元软件建立合理的计算模型,对不同孔型,相同孔型不同开孔率、不同翼缘尺寸的蜂窝梁进行计算,得出不同参数下蜂窝梁抗剪承载力并分析比较。结果表明:在相同开孔率及开孔数目的情况下,圆形孔蜂窝梁的抗剪极限承载力要高于六边形和矩形孔蜂窝梁;蜂窝梁翼缘宽度变化对抗剪贡献影响不大,翼缘厚度变化对其影响较大;分析发现蜂窝梁抗剪承载力受翼缘厚度、开孔率和孔型变化影响较大,给出了考虑翼缘抗剪贡献和开孔率影响的抗剪承载力简化计算公式;通过分析不同剪跨比蜂窝梁受力性能,给出弯-剪相关公式。
超高强材料与装配式结构
赵唯坚
2012, 29(增刊Ⅱ): 31-42. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST07
摘要:
日本实际用于超高层建筑的混凝土设计强度已经突破200N/mm2,而且绝大多数都是采用装配式的建造方法。这股超高层钢筋混凝土建筑的热潮,可以说在很大程度上是由于开发高强材料,完善相应的设计方法,以及施工技术的革新所带来的。在该领域,日本技术领先于世界。该文在介绍日本该领域最新动向的同时,概述超高强材料与装配式结构相互之间的关系,并结合作者本人及其团队近几年的研究,介绍关于超高强材料和装配式混凝土结构若干问题的研究成果。
结构地震响应分析的波动方法
刘铁林 姜迎春 陈文博
2012, 29(增刊Ⅱ): 43-56. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST03
摘要:
在结构中构造被研究块体,针对其质心建立动力平衡方程;由考虑弯剪变形的杆端力与杆端位移之间关系式推导出段间内力计算公式;在时间域上交替运用动力平衡方程和段间内力计算公式进行递推计算,给出高耸结构、三维框架结构地震响应分析的波动方法。对于高耸结构,考虑了被研究块体质心与空间离散结点之间的偏心问题,给出了修正的动力学方程。利用框架结构地震响应分析的波动方法研究了短跨结构的行波效应问题。结果表明:采用传统方法计算给出的电视塔地震响应结果会偏小。考虑行波效应时,二维和三维框架结构柱子的剪力和梁端弯矩存在显著增大现象。
内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土结构研究进展
李帼昌 张春雨 于洪平
2012, 29(增刊Ⅱ): 57-68. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.ST05
摘要:
该文进行了内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土结构的轴压短柱、轴压中长柱、轴压长柱、纯弯构件、单向偏压短柱、单向偏压中长柱、双向偏压短柱、双向偏压中长柱的试验研究和有限元模拟,分析了内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土结构各类基本构件的受力全过程以及破坏模式,并提出了用于计算该结构各类基本构件的承载力以及变形的计算公式。在试验研究和数值模拟的基础上,将此种新型组合结构构件的力学性能与方钢管混凝土构件的力学性能进行了比较分析。
日本东北大地震之隔减震建筑考察与思考
李爱群
2012, 29(增刊Ⅱ): 69-77,106. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.07.ST09
摘要:
作者于2011年6月14日~18日参加了中日建筑结构技术交流会组织的中日专家联合考察团,实地考察了仙台地区在3月11日日本东北地区太平洋近海地震中的地震灾害情况,重点对隔、减震建筑在此次里氏8.8级大地震中的表现进行了调研。该文概述了隔、减震技术及其在日本应用的基本情况,重点介绍了隔减震结构在此次地震中的表现,并给出了隔减震结构应用的若干结论和体会。
基本方法
基于解析试函数有限单元法的研究进展
傅向荣 田 歌
2012, 29(增刊Ⅱ): 78-84. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S039
摘要:
基于解析试函数的有限单元法是一种将有限单元的离散法与解析法成果有机融合的方法,在有限单元理论的几个传统问题中取得了一些进展。该文介绍近几年该类方法在克服剪切闭锁以及消除网格畸变对单元性能影响等方面的研究进展;通过运用含应力函数变分原理,得到了一类不受网格畸变影响的高次精度精确单元;利用特征微分方程解法,给出了一个在弹性力学问题中构造独立完备解析试函数的通用方法。
颗粒链结构形态土体强度模型研究
卫振海 王梦恕 张顶立
2012, 29(增刊Ⅱ): 85-92. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S028
摘要:
具有结构性的土体强度问题一直是岩土领域研究的重要问题。岩土的结构非常复杂,其中颗粒相互连接构成颗粒链状态是重要结构形态之一。该文通过建立的土体结构的颗粒链模型,对一般类型的颗粒链和摩擦型类型颗粒链的形成条件进行了分析,得到了摩擦型颗粒链形成稳定链的条件。并以此为基础,试图建立了基于颗粒稳定链的土体强度理论。分析发现摩擦型颗粒材料中颗粒形成稳定链的条件,既和颗粒构成的组构关系有关,也和颗粒的形态有关;颗粒链的强度会影响到土体的宏观强度;土体中颗粒稳定链的长度、密度和方向分布等因素是影响土体强度的重要因素,并且这些因素是反映和描述土体结构性的重要参数。基于颗粒稳定链的土体强度理论,从某一方面揭示了摩擦型颗粒材料承担荷载的本质。
基于蒙特卡罗的考虑随机初始缺陷的分析方法
金 路 张壮南 王春刚 张耀春
2012, 29(增刊Ⅱ): 93-96. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S079
摘要:
现行规范采用的多种直接或间接考虑初始缺陷的取值方法均没有很好的考虑构件缺陷的随机分布,夸大了初始几何缺陷的影响。针对现有工程初始缺陷实测分布具有随机偶然性的问题,该文采用蒙特卡罗法模拟了结构构件的随机初始几何缺陷。为进一步提高抽样效率,同时采用了具有抽样记忆功能的拉丁超立方抽样技术,避免了在抽样空间内重复抽样,有效减少了模拟次数。结果表明:用自编程序实现的考虑钢框架结构随机初始几何缺陷的分析方法,可以在多高层钢框架结构高等分析中模拟初始缺陷的随机分布与遇合,为开展准确有效的高等分析与设计研究奠定基础。
材料非线性分析的自然单元法
丁道红 章 青
2012, 29(增刊Ⅱ): 97-100. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S007
摘要:
自然单元法主要是基于给定结点的Voronoi图,利用自然相邻插值进行形函数的构造,其形函数满足Kronecker delta性质,便于施加本质边界条件,这使得自然单元法同时兼有有限单元法和无网格法的优点。在材料非线性本构关系的基础上,推导了考虑材料非线性问题的自然单元法模型。算例表明:该模型在处理材料非线性问题时,具有一定的合理性和可行性,是一种有效的数值方法。
基于ABAQUS平台的塑性损伤子程序开发及其稳定性研究
曹 鹏 冯德成 沈新普 荆儒鑫
2012, 29(增刊Ⅱ): 101-106. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S044
摘要:
该文基于能量等效假设提出了一种塑性损伤模型,并通过ABAQUS软件有限元平台进行二次开发,将这种塑性损伤模型嵌套在ABAQUS中对混凝土类材料的损伤行为进行数值模拟。由于材料的损伤行为容易导致有限元计算的不收敛,为解决这一难题,该文基于有限元求解过程列出了模型的理论推导过程,并给出一致性切线刚度矩阵,使计算中可以随时更新雅可比矩阵,保证计算的收敛性与收敛速度。该文对于单轴拉伸、单轴压缩情况的有限元模型进行了计算,并将利用用户子程序计算得到的结果与ABAQUS自带的损伤模型计算得到的结果进行比较。结果表明:该文提出的本构模型在模拟混凝土材料与结构在拉伸和压缩状态下的塑性损伤行为方面更有优势。
双幅典型断面静力系数气动干扰试验研究
刘小兵 杨 群
2012, 29(增刊Ⅱ): 107-112. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S069
摘要:
建立了双幅桥面静力系数气动干扰的定量分析方法,定义干扰因子为双幅桥面的静力系数与单幅桥面的静力系数之比。基于测压风洞试验,针对3种典型断面(矩形断面、Π形断面和流线形断面),对双幅桥面桥梁静力系数气动干扰进行了研究。研究结果表明:静力系数气动干扰主要表现为遮挡作用,下游断面的阻力系数均值小于单幅断面结果。与流线形断面相比,钝体断面(矩形断面和Π形断面)的遮挡作用更明显。
板件中间V形加劲复杂卷边槽钢轴压构件的稳定性能研究
王春刚 张壮南 贾连光 马 平
2012, 29(增刊Ⅱ): 113-116,121. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S022
摘要:
分别采用有限条数值解法和手算方法对16根轴压简支试件的弹性局部、畸变屈曲临界应力进行了计算,对比了数值解法与手算方法的计算结果,验证了手算方法求解弹性稳定临界应力的有效性。研究了V形加劲复杂卷边槽钢轴压构件的弹性稳定性能。研究表明:V形加劲肋的存在对轴压试件的弹性局部屈曲临界应力影响显著,但对弹性畸变屈曲临界应力影响较小,减小翼缘板件的宽厚比能明显提高截面的弹性畸变屈曲临界应力。
土木工程学科
非轴对称下隧道锚网喷支护结构的可靠度分析
丁继辉 赵亚峰 麻玉鹏
2012, 29(增刊Ⅱ): 117-121. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.04.S049
摘要:
以圆形隧洞围岩的弹塑性解析解为基础,建立非轴对称情况下锚网喷支护结构的可靠度分析模型。考虑功能函数的高度非线性,采用Monte-Carlo法和Rosenblueth法计算可靠度指标。计算结果表明:锚网喷支护结构的可靠性是围岩、锚杆、钢筋网和喷层共同作用的结果,其可靠指标随围岩地应力、粘聚力、内摩擦角、喷层厚度、喷层混凝土抗压强度、锚杆抗拉强度和锚固力的变异系数的增加而降低。可靠指标随侧压系数的增加而增加,随地应力的增加而迅速降低。
超载导致钢筋混凝土拱桥倒塌的破坏模拟
黄盛楠 陆新征 郑建春 朱 伟
2012, 29(增刊Ⅱ): 122-127,138. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S073
摘要:
拱桥在我国有着悠久的历史。近年来,拱桥倒塌事故频发,引起科研及工程人员的广泛关注。该文以某实际钢筋混凝土刚架拱桥倒塌事故为例,建立相应的非线性有限元模型。首先,针对桥墩底部不同的约束情况,设置了两种工况,并分别对因超载导致的拱桥连续倒塌过程进行分析。其次,采用基于广义刚度的构件重要性评价方法对该桥梁的构件重要性进行分析,分析结果表明刚架拱的斜撑以及斜撑与水平构件连接的部位是重要性系数较高的部位,该分析结果与倒塌模拟过程一致。
基于Pushover分析的刚构桥抗震设计方法研究
王占飞 庞 辉 李帼昌 杨 阳
2012, 29(增刊Ⅱ): 128-132. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S090
摘要:
为了确立基于弹塑性Pushover分析的桥梁抗震设计方法,该文以三跨连续刚构桥为对象,进行E2地震动作用下的抗震分析。在弹塑性分析中,考虑桥梁的建设场地为II类场地,E2地震动的烈度为8度。为了考察水平加载形式对桥梁抗震性能及设计的影响,在顺桥方向和横桥方向均采用2种加载形式,即基本模态加载和等加速度加载。分析结果表明,水平加载形式对刚构桥抗震性能影响较小。通过研究表明,Pushover能够很好的探明桥梁整体结构的弹塑性状态,进行E2地震作用下的抗震设计。
多维地震下双塔楼结构框架梁行波效应分析
张 喜 楼梦麟 林 巧
2012, 29(增刊Ⅱ): 133-138. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S023
摘要:
考虑水平向和竖向地震波的行波效应,对北京LG大厦进行了时程分析,给出了该结构典型梁的内力信息并与在一致激励下的地震反应进行比较分析,探讨了这些梁截面的地震内力在地震行波作用下的变化规律。在进一步分析结构静力反应的基础上,分别得出结构在一致地震和行波地震作用下的抗震设计内力值,考察它们之间的差异,分析了不同的地震激励方式对结构抗震设计的影响,得出了一些有工程实践意义的结论。
用于阻尼器试验的斜拉索等效模型建模
陈 林 孙利民
2012, 29(增刊Ⅱ): 139-143. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S043
摘要:
该文提出一种便于试验室内布置的短梁模型等效斜拉索,利用该模型可进行足尺拉索阻尼器试验研究。等效原则为,附加阻尼器后等效模型一阶振动频率及模态阻尼与其原型按张紧弦理论计算得到的相应值相等。该文首先提出了等效模型的概念及参数;然后,对比水平张紧弦-线性粘滞阻尼器系统的振动分析理论,对等效模型进行了自由振动和有阻尼振动的参数分析,采用数值方法分析了模型的振动特性;最后比较模型与原型的振动特性,提出确定模型参数的方法。数值模拟结果表明:按上述方法得到的等效模型与原型一阶振动频率及附加相同阻尼器后模态阻尼比的差值均小于5%,等效模型具有良好的精度。
  网壳结构复杂多支管连接的试验研究
邵铁峰 王 伟 陈以一
2012, 29(增刊Ⅱ): 144-148. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S050
摘要:
该文以成都双流国际机场T2航站楼建设项目为背景,对大跨屋盖网壳结构中的复杂多支管连接节点进行了足尺静力加载试验。设计出一套空间自平衡加载装置,对工程中采用的2个复杂相贯节点进行了足尺静力加载试验,其中一个节点试件设有内加劲板。在设计荷载作用下,节点处于弹性状态;在极限荷载作用下,主管发生明显变形,节点极限承载力远高于设计荷载,失效模式表现为延性性质。
考虑插入式墙板抗侧作用轻型活动房有限元分析
袁 蕾 姜忻良
2012, 29(增刊Ⅱ): 149-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S053
摘要:
针对目前广泛使用的插入式墙板轻型活动房,采用ANSYS软件对一典型活动房进行整体三维有限元分析。特别地,在对插入式墙板与框架的协同工作原理进行探讨和分析的基础上,提出一种分步叠加法实现了在考虑插入式墙板抗侧作用问题上的合理性和可行性,意在进一步保证这类结构在经济情况下的安全性和可靠性。结果表明:插入墙板后活动房的整体受力变形性能将获得极大改善,但插入式墙板安装缝隙的大小对结构的受力有较大影响,因此在采用更经济的构件截面的同时必须确保活动房的安装质量,以保证墙板发挥预期的抗侧作用。
圆CFRP-钢管混凝土(C-CFRP-CFST)压弯构件的静力性能
王庆利 周 博 谭鹏宇
2012, 29(增刊Ⅱ): 154-158. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S045
摘要:
以试验研究为基础,采用有限元法建立模型模拟了圆CFRP-钢管混凝土(C-CFRP-CFST)压弯构件的变形模态和轴力-中截面挠度曲线,计算结果与试验结果吻合良好。分析了受力全过程中混凝土、钢材和CFRP的应力、应变以及外管对混凝土作用力的发展过程。最后给出了试件承载力的计算表达式,应用该式的计算结果与试验结果吻合良好。
管结构导波频散曲线绘制与试验验证
阎 石 何彬彬 赵乃志
2012, 29(增刊Ⅱ): 159-163. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S046
摘要:
从理论上分析了管道结构中三种模态簇导波的传播特性。根据推导出导波的频散方程,通过数值方法绘制出了导波的频散曲线。利用试验验证了所建立的频散曲线的有效性。在两种不同截面尺寸的管道中进行激励70kHz~200kHz范围内的纵向模态试验,结果表明L(0,2)在管结构中传播速度与理论值较吻合,对利用超声导波对管道进行无损检测具有一定实际指导意义。
混凝土浇筑期高大模板支撑体系的受力性能研究
谢 楠, 郝 鹏, 尹智宏, 郭军晓
2012, 29(增刊Ⅱ): 164-169. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S007
摘要:
为了掌握混凝土浇筑期高大模板支撑体系的受力性能,实地搭建8m高扣件式模板支架进行试验。通过吊装钢渣加载的方式模拟混凝土浇筑过程,测试模板下立杆轴力变化进行,给出了荷载施加顺序和支架受力的关系;提出了有限元建模方法对浇筑期支撑体系的工作状态进行模拟,通过对比发现本文提出的方法可以较为有效地计算立杆受力;将试验结果与现行规范计算结果进行对比,发现了现行规范存在的不足。
基于多尺度建模的钢管混凝土组合框架耐火性能数值模拟
王景玄 王文达 周小燕
2012, 29(增刊Ⅱ): 170-175. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S003
摘要:
钢管混凝土组合框架在局部火灾作用下可能会出现由于受火柱破坏而引发的结构连续性倒塌破坏。在合理选取钢材与混凝土的热-力本构模型的基础上,合理选取了组合框架中梁柱构件单元模型及其相互作用模型,基于ABAQUS软件用多尺度建模方法建立了局部火灾作用下三层三跨钢管混凝土平面组合框架的数值模型,对4种典型火灾工况下结构整体变形、内力分布、破坏机制等进行了分析研究,并在此基础上进行了不同火灾工况下组合框架的耐火极限计算。结果表明:框架中间层受火时,由于周围构件的约束作用明显而使得其耐火极限最大。
带耗能支撑再生混凝土框架-剪力墙结构振动台试验研究
张建伟 孟少宾 曹万林 池彦忠
2012, 29(增刊Ⅱ): 176-181,194. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S026
摘要:
为了研究带耗能支撑再生混凝土框架-剪力墙结构的抗震能力,进行2个框架-剪力墙结构模型的模拟地震振动台试验研究,其中1个为再生粗骨料混凝土普通框架-剪力墙结构,1个为再生粗骨料混凝土带耗能支撑框架-剪力墙结构。对比分析了2个模型不同受力阶段的动力特性、地震反应及破坏形态,结果表明:耗能支撑能明显提高再生混凝土框架-剪力墙结构的抗震能力,使其较好地满足现行抗震设计规范要求。
沥青砂混合料粘弹塑力学特性研究
蔡宜洲 叶 永
2012, 29(增刊Ⅱ): 182-185. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.04.S033
摘要:
在0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa和0.3MPa下进行了沥青砂试样单轴压缩和蠕变实验,分析了其压缩和蠕变性质,根据变形机理提出了粘弹塑本构模型可由粘弹性和粘塑性的两个子模型串联构成,通过对粘塑性子模型中粘性系数进行改进,理论推导了模型蠕变本构方程,确定了模型参数,并求得模型参数与加载应力函数关系。进行模型预测与实验结果对比,结果表明:该模型能够描述沥青砂试样在不同应力下蠕变变形的3个阶段,反映了沥青砂混合料粘弹塑变形特点。
混凝土两铰圆弧拱的面内徐变稳定性
蒋 伟 吕大刚
2012, 29(增刊Ⅱ): 186-189. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.03.S048
摘要:
结合两铰圆弧拱的面内屈曲微分方程和混凝土徐变的Arutyunyan-Maslov方程,并引入徐变积分算子和失稳条件推导了混凝土两铰圆弧拱的面内徐变临界力计算公式。基于该公式,通过算例讨论了徐变系数和截面含钢率对徐变临界力的影响,并对素混凝土拱、钢筋混凝土拱和钢管混凝土拱的徐变临界力进行了对比。结果表明:对于不同拱肋材料,混凝土徐变均会导致临界力的降低;由于材料组成的差别,徐变对素混凝土拱临界力的影响最大,钢筋混凝土拱次之,而对钢管混凝土拱的影响最小;与已有方法相比,该公式反映了截面配筋率或含钢率对徐变临界力的影响。
透水性路面的过滤层材料去污效果评价
汪鸿山 解晓光 冯德成
2012, 29(增刊Ⅱ): 190-194. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S054
摘要:
该文在确定路面径流污染物指标的基础上,通过人工配置道路径流水样,利用自制的室内试验设备,对所选择的6种透水性铺装过滤层材料的净化性能进行了测试和评价,根据过滤层材料的去污效能,推荐出适用不同污染状况公路的过滤层材料组合结构型式。研究表明透水性铺装加铺“过滤层”材料可以有效降低路面径流污染浓度,防止地下水被污染效果较为明显。
圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压力学性能研究
任庆新 孙明海 贾连光 刘德清
2012, 29(增刊Ⅱ): 195-200. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S057
摘要:
该文利用有限元软件ABAQUS建立了圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,并进行了12个圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压试验。有限元计算与试验所得的荷载-位移全过程曲线及破坏形态吻合较好。在此基础上对内钢管与混凝土之间的相互作用进行了分析,并对锥度、材料强度、空心率、配筋率等参数对轴压时叠合短柱初始刚度、极限承载力及荷载-位移曲线的影响进行了比较。
十字形钢管混凝土芯柱在不同约束条件下侧向冲击作用的动力响应分析
于 璐 徐亚丰
2012, 29(增刊Ⅱ): 201-204. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.04.S061
摘要:
研究十字形钢管混凝土芯柱在侧向冲击作用下的动力响应与约束条件的关系。利用有限元分析软件ABAQUS对4根十字形钢管混凝土芯柱构件在侧向冲击作用下的动力响应进行了模拟和分析比较。通过构件的位移时程曲线可知,除悬臂构件的最大侧向位移出现在自由端外,其余构件最大侧向位移都出现在冲击部位。比较分析不同约束条件下构件的位移时程曲线可以总结出,随着约束的减弱,构件侧向位移随之增大。
钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌实验数值模拟
李雁军 吕大刚 王震宇 王光远
2012, 29(增刊Ⅱ): 205-209. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.03.S065
摘要:
该文来源于由清华大学和中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会组织的钢筋混凝土框架拟静力倒塌实验数值模拟的盲测竞赛。该文采用基于纤维截面的有限元模型以及通过修正斜压场理论确定节点域受力性能的方法,对钢筋混凝土框架柱、节点以及整体结构的拟静力实验进行了数值模拟,对比分析结果表明:分析结果与实验结果吻合较好,分析方法客观、合理、可靠,为以后的结构倒塌实验分析提供了理论指导。
在役PC斜拉桥主梁湿接缝的破坏机制分析
李宏江 王岐峰 卢达义
2012, 29(增刊Ⅱ): 210-215,232. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S042
摘要:
预应力混凝土斜拉桥中,主梁的湿接缝往往是结构受力的薄弱部位。为揭示湿接缝的破坏机制,建立了天津永和大桥的施工阶段分析模型,计算了主跨合龙段与相邻预制节段之间的湿接缝的混凝土应力状态,分析了活载超载、拉索松弛及混凝土收缩徐变等多种因素对湿接缝混凝土应力的影响,同时也阐明了主跨合龙段的预应力钢筋、湿接缝的位置、湿接缝的施工质量等构造方面的固有缺陷。研究表明:长期超载运营是造成湿接缝破坏的最主要的因素,而运营期间拉索的松弛和混凝土的收缩徐变等因素是造成湿接缝破坏的不可忽略的原因。另外,湿接缝在桥跨中所处的位置、合龙段预应力钢筋的布置方式、新老混凝土结合面的处理方式及其普通钢筋配筋率等均是造成湿接缝破坏的内部因素。结合研究结果,从设计、施工、养护等层面上提出了相应的建议。
玻化微珠相变保温蓄热材料在日光温室中的应用及其能耗分析
王 蕊 姚 轩 李 珠
2012, 29(增刊Ⅱ): 216-220. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S051
摘要:
该文在玻化微珠保温材料的基础上,依据相变原理,采用石蜡为相变基材,研发了玻化微珠相变新型无机保温蓄热材料。对辽沈Ⅰ型和采用玻化微珠相变保温材料的低能耗温室的室内温度进行了模型试验,并采用以稳定传热理论为基础的计算方法对辽沈Ⅰ型温室和低能耗温室的耗煤量、二氧化碳等的排放量以及采暖费进行了计算。研究结果表明:该文研制的新型玻化微珠相变保温材料的热物理性能可满足节能型日光温室的使用要求;将该材料应用于日光温室中,不仅可以减小墙体厚度,节约土地,还可在消耗较低能量的基础上,满足冬暖型温室大棚室内温度要求,达到节能和环保的预期目标。
钢-竹组合柱轴心受压性能的试验研究
解其铁 张王丽 蒋天元 许 杰 闫智民 李玉顺
2012, 29(增刊Ⅱ): 221-225. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.11.S052
摘要:
该次试验共制作了3根组合柱,均由结构胶粘剂粘合冷弯薄壁C型钢和竹胶合板而成。对试件施加轴向压力,观察分析试件受力后的变形、破坏形态,探究其破坏机理,并提出极限承载力的建议计算公式。对试件上端作不同处理,考虑工艺误差对试件承载力的影响。研究结果表明:1) 组合柱在轴心受压过程中薄壁型钢和竹胶合板的变形基本一致,即符合平截面假设,试件整体受力性能良好;2) 在受力全过程中,试件呈理想弹塑性,但塑性强化作用并不明显,偏于安全,不考虑塑性强化对承载力的贡献;3) 试件破坏时,出现竹胶合板的局部腰鼓状凸曲现象且内部钢板达到屈服;4) 制作工艺误差对组合柱的承载力影响较大。
假体植入偏差对TKA后膝关节面间力学特性的影响
卫晓东 张高龙 黄荣瑛 郑红光
2012, 29(增刊Ⅱ): 226-232. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.07.S043
摘要:
该文基于含假体膝关节的实体模型,构建包含股骨假体植入偏差的直立位TKA后膝关节模型,通过有限元仿真,分析了TKA术的假体植入偏差:股骨假体的内/外移偏差、前/后移偏差、内/外旋偏差及内/外翻偏差对含假体关节面间的力学特性的影响。分析结果表明:股骨假体相对胫骨的内翻偏差对胫骨假体衬垫的最大等效应力和接触应力分布的影响最显著。因此,在全膝关节置换手术中,应尽量减小股骨假体与胫骨间的内/外翻偏差,以控制假体关节面间的应力变化及应力分布变化,来降低胫骨假体衬垫的磨损,该文的分析结果能够为膝关节假体磨损及抗磨损膝假体形面设计提供参考。