留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2016年  第33卷  第增刊期

基本方法
有限元线法EEP超收敛计算简约格式的再简约
徐俊杰, 袁驷
2016, 33(增刊): 1-5. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S025
摘要:
有限元线法(FEMOL)是一种优良的半解析、半离散方法。为提高离散方向的精度,一维有限元中超收敛计算的单元能量投影(EEP)法,已成功地应用于有限元线法,导出一套简约格式的计算公式,该简约格式对位移及其导数都能给出比有限元线法解高出一阶的超收敛精度。该文对这套简约格式做进一步分析,发现其中的导数计算公式可以进一步简化,遂得到更加简约的导数计算公式。数值试验验证了该文方法的有效性。
钢纤维TRC薄板的常温及高温后弯曲力学性能
王激扬, 沈玲华, 徐世烺
2016, 33(增刊): 6-10,17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S020
摘要:
该文将短切钢纤维掺入纤维编织网增强混凝土(TRC)薄板中,通过四点弯曲试验,比较了短切钢纤维的长径比和掺量对TRC薄板常温下及高温后弯曲性能的影响。高温处理采用可实现程序控温的高温炉,按ISO834国际标准升温曲线进行加热,高温处理时间为0.5 h或1.0 h。结果表明,外掺钢纤维有助于提高TRC薄板常温下的承载力和初裂后刚度,钢纤维长径比对TRC薄板的承载力和变形能力影响不大,钢纤维掺量为1.0%的TRC薄板承载力提高了61%。随着高温作用时间变长,TRC薄板承载力大幅下降,连续贯穿裂缝数目大量减少,1.0 h高温后几乎丧失多缝开裂的破坏特征。无论在常温下或高温处理后,钢纤维体积掺量1.0%的TRC薄板均具有相对较好的力学性能。
基于连续边界条件的土层厚度随时间变化的平均固结度研究
何利军, 吴立松, 张涛, 梅国雄
2016, 33(增刊): 11-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S012
摘要:
在土层厚度随时间变化固结方程基础上,引入连续排水边界条件,推导并初步验证了孔压及平均固结度公式,探讨了吹填土工程中边界透水性随时间变化的底部边界与不排水边界的区别与联系,Gibson的平均固结度公式的限制条件。针对工程中或采用的底部负压排水的情况,引入连续排水边界,对不同工况的平均固结度进行了分析。总体而言,对土层厚度随时间变化的平均固结度进行了一定深度的研究,所得结论具有一定的理论研究意义和工程参考价值。
高超临界雷诺数下圆柱绕流的数值计算
秦其伟, 刘小兵, 刘庆宽
2016, 33(增刊): 18-22,28. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S002
摘要:
在常规风速下,许多圆截面工程结构的雷诺数一般达到107或以上,处于高超临界雷诺数区域。目前高超临界雷诺数下圆柱绕流的研究很少。鉴于此,针对直径为5 m的单圆柱,尝试进行了高超临界雷诺数下的风荷载数值计算,分别开展了计算域、周向网格数、法向首层网格的高度及计算时间步长等参数的无关性检查,得到了圆柱的阻力系数及圆柱周围的流场分布。
基于p型超收敛计算的一维有限元自适应分析
钟博, 叶康生, 袁驷
2016, 33(增刊): 23-28. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S038
摘要:
基于提高单元阶次的p型超收敛算法,可以在有限元解答基础上求得超收敛解。用该超收敛解代替精确解可以对有限元解答进行可靠的误差估计。对Zienkiewicz网格划分策略进行一定的改进,得到一种更有效的网格划分策略。基于可靠的误差估计和高效的网格划分,可以进行有限元自适应求解。数值试验表明,该文的自适应求解方案能够得到较优的网格和满足误差限的解答。
考虑不确定性的结构损伤概率分析
翁梦秀, 雷鹰
2016, 33(增刊): 29-32. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S004
摘要:
由于混凝土材料的离散性、测量噪声等因素的存在,在进行损伤识别的过程中需考虑不确定性因素的影响。该文着重研究考虑结构参数不确定下的损伤识别,该文考虑了不确定量为给定均值和方差的正态高斯分布随机变量,基于参考有限元模型和观测的位移响应,利用统计矩的方法,经过两步模型修正,分别得到了无损结构和有损结构的概率模型,进而通过定义的PDE(The probability of damage existence)确定结构各离散单元的损伤存在概率。以白噪声作用下的悬臂梁及非平稳KT谱作用下的十层剪切框架为例,验证该方法的可行性。
复杂载荷下变刚度超静定梁快速解析求解
李银山, 韦炳威, 李彤, 贾佩星
2016, 33(增刊): 33-38,55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.03.S001
摘要:
采用连续分段独立一体化积分法求解了复杂载荷下变刚度超静定梁的弯曲变形问题。该方法首先将梁进行连续分段,建立复杂载荷下变刚度梁的通用力学模型,从该模型推导出任一截面的具有四阶导数的挠度微分方程;然后独立积分四次,得到挠度的通解;再根据边界条件和连续性条件确定积分常数;编写了相应数学模型的求解解析解程序。在连续曲线形变刚度超静定梁模型建立和求解推导过程中,不需进行载荷和梁结构的简化。采用该方法求解了阶梯截面超静定梁,惯性矩按坐标平方规律变化超静定梁和惯性矩按坐标四次方规律变化超静定梁等三个工程实例的解析解。结果表明,连续分段独立一体化积分法编程程式化,与有限元法相比,其优越性是可以快速得到一体化的弯曲变形解析解。
钢筋与混凝土粘结界面局部断裂能的确定
杨树桐, 陈瑜嘉
2016, 33(增刊): 39-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S006
摘要:
钢筋与混凝土界面断裂能是一个重要的参数,其决定界面的粘结滑移大小及界面发生粘结破坏后裂缝的扩展程度。以往确定钢筋与混凝土界面粘结滑移本构关系的试验中,测得的滑移量过大,使得得到的界面断裂能值偏高,与实际情况不符。但通过现有的试验手段很难较为准确地得到界面局部粘结滑移本构关系。鉴于此,该文采用理论与试验相结合的方法确定钢筋与混凝土粘结界面局部断裂能的大小。针对直径为18 mm的光圆钢筋与混凝土粘结锚固试件,利用PVC管设置不同非粘结段长度作为界面的初始缝长。通过钢筋从混凝土中的拔出试验测得不同初始缝长对应的钢筋极限抗拔力。利用界面的变形协调条件和力的平衡条件,得到了不同加载阶段钢筋拉应力与界面粘结应力沿粘结长度方向的分布表达式,进而求得钢筋的极限抗拔力。结果表明,该极限抗拔力大小取决于界面的粘结强度、残余摩擦应力和初始裂缝尖端区域的局部断裂能大小。通过钢筋极限抗拔力的理论与试验结果的比较,得到了界面局部断裂能与界面初始缝长之间的关系。进而确定了局部断裂能沿钢筋粘结长度方向的分布模型,并得到了无尺寸效应的界面断裂能大小为25 N/m。
一维点阵结构轴向压缩破坏模式分析
隋倩倩, 范华林
2016, 33(增刊): 45-48. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.06.S024
摘要:
IsoTruss结构是一种一维的新型复合材料点阵结构,在轻质工程结构中受到关注。该文主要采用数值模拟方法,研究IsoTruss结构轴向压缩下的破坏模式。除材料失效破坏模式外,IsoTruss结构还主要存在两种屈曲破坏模式:局部屈曲破坏和整体屈曲破坏。研究表明,IsoTruss结构的屈曲破坏模式以及屈曲荷载与结构长度和螺旋筋的螺旋角变化相关,该文给出了三种破坏模式下的临界屈曲荷载理论值,并与数值模拟结果进行对比。
混凝土蠕变与应力松弛耦合破坏及临界幂律行为
王影冲, 王鼎, 郝圣旺
2016, 33(增刊): 49-55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S029
摘要:
该文设计和开展了单轴加载下混凝土的蠕变与应力松弛耦合试验,分析了混凝土蠕变与应力松弛耦合诱发宏观破坏的演化过程。试验表明,在给试验机作动器施加一个初始位移并保持其恒定的过程中,混凝土试样发生变形单调增长时伴随着应力松弛过程,表现出两者的耦合行为。在该过程中,虽然混凝土试样的变形在增加,但是系统的总能量在单调减小。这种能量损失表明了混凝土材料的内部损伤在不断发展。在蠕变与应力松弛耦合过程中,能量演化经历了三个典型阶段,即初始快速演化阶段(但速度在减小)、稳定演化阶段和最后的加速演化阶段,直至试样发生宏观破坏。虽然试样的破坏时间呈现出较大分散性,但是在宏观破坏前,系统能量释放率呈现出相同的临界幂律行为,且具有相同的临界幂指数-2/3。该结果为基于响应量临界行为的监测,探索破坏预测提供了线索和依据。
温度对X80管线钢韧/脆转变区断裂韧性的影响
徐杰, 卓小敏, 李朋朋
2016, 33(增刊): 56-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S042
摘要:
通过实验和3D有限元模拟的方法研究了焊接热模拟X80管线钢在不同温度(即-90℃、-60℃、-30℃和0℃)下的断裂韧度。该文选取单边缺口拉伸试样在不同温度下进行CTOD断裂韧度测试,同时对测试件进行三维有限元建模与计算分析。结果表明:X80管线钢的断裂韧性随温度降低显著减小,并使其倾向于脆性断裂;材料在不同温度下的真实应力-应变曲线行为从光滑拉伸棒到断裂力学试样具有良好的可传递性,温度对材料的硬化行为没有明显影响;3D有限元模型可准确预测X80钢焊接热影响区不同温度下的CTOD值。
土木工程学科
脱空对圆钢管混凝土受剪性能的影响分析
叶勇, 韩林海, 陶忠
2016, 33(增刊): 62-66,71. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S010
摘要:
建立了考虑核心混凝土环形脱空缺陷的圆钢管混凝土受剪构件的有限元分析模型。在对模型可靠性进行验证的基础上,对带缺陷构件受剪承载力的影响因素进行了研究。研究结果表明,脱空降低了钢管混凝土受剪构件的极限剪应力,且降低程度主要与脱空率和剪跨比有关,而受混凝土强度、钢材强度和截面含钢率的影响较小。当剪跨比为0.5时,脱空对带缺陷构件的受力性能影响最为显著。基于参数分析,提出了不同脱空率情况下圆钢管混凝土构件的受剪承载力实用计算方法。
一种角钢式屈曲约束支撑与混凝土梁柱连接节点有限元分析
李帼昌, 李文明
2016, 33(增刊): 67-71. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S005
摘要:
针对屈曲约束支撑与钢筋混凝土结构梁柱连接节点的受力复杂、强度和刚度影响因素多等问题,该文设计了一种新型的角钢式连接节点。通过对节点进行有限元模拟,分析节点在单调及往复位移载荷作用下荷载-位移曲线、骨架曲线以及预埋件对节点各部件的影响作用,研究其力学性能以及传力机理。结果表明:节点的构造形式合理,传力机理明确,在单调与往复载荷作用下表现出良好的工作性能。
钢筋混凝土楼板连续倒塌的一种简化模拟方法
刁梦竹, 李易, 陆新征, 闫维明
2016, 33(增刊): 72-78. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S026
摘要:
楼板作为框架结构的重要组成构件,显著影响结构抗连续倒塌性能。该文提出了一种新的钢筋混凝土楼板简化数值模拟方法,把楼板沿两个平面方向离散形成一个梁网,每个方向上的网络线采用纤维梁单元来模拟钢筋和混凝土的组合受力行为。其中,采用T/L形截面的纤维梁单元模拟楼板边缘区域的梁板交界节点,以考虑楼板对梁在连续倒塌小变形下弯曲受力以及破坏形态的影响;采用矩形截面的纤维梁单元模拟楼板的中心区域,以考虑楼板在大变形下发挥的薄膜拉力。采用这种方法不仅解决了以往用壳单元模拟刚度过高的问题,还大大提高了整体结构的运算效率。该文对T/L形截面异形柱和单双向楼板试验分别进行模拟,结果表明该简化方法能够高效准确的模拟钢筋混凝土楼板的大变形力学行为,为整体结构的抗连续倒塌分析提供了有力的工具。
考虑随机缺陷的钢框架-支撑结构试验研究与有限元分析
金路, 刘丹, 贾连光
2016, 33(增刊): 79-84. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S040
摘要:
该文对一榀单跨双层钢框架-支撑结构进行了静力试验,重点研究了初始几何缺陷对结构变形性能的影响,由试验结果与有限元分析结果对比吻合较好,证明了考虑随机初始缺陷有限元模型的正确性。采用有限元ANSYS软件对三跨三十二层钢框架-支撑结构的随机缺陷模型进行全过程高等分析,采用蒙特卡罗法拉丁超立方抽样的技术模拟了框架随机初始缺陷的分布情况,并对比多种国内外规范多种考虑初始缺陷的方法,重点研究了结构和构件的变形性能。结果表明:考虑随机初始几何缺陷的框架变形与无缺陷理想框架的柱顶侧移相差不大,在高层结构的高等分析中可不考虑。此外规范中假想力框架变形远远超出随机缺陷框架,可知假想力计算方法过分夸大了初始几何缺陷的不利作用。
地震作用下地下商业街结构动力反应的影响因素分析
高照宇, 陈清军
2016, 33(增刊): 85-89,149. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S044
摘要:
为研究在不同类型的地震波作用下软土场地中地下商业街结构的地震反应及其影响因素,该文以上海软土场地中某单层地下商业街结构为背景,采用ANSYS软件建立场地土与地下商业街结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过引入三维等效粘弹性人工边界单元,以不同类型的地震波作为输入,对地下商业街结构地震反应的影响因素进行了分析,探讨了地下商业街结构埋深、土体刚度和输入地震波选取对结构地震反应的影响。该文的算例结果表明:地下商业街结构地震反应存在最不利埋深;土体刚度对地下商业街结构地震反应值的影响明显;长周期地震波作用下地下商业街结构的地震反应值明显大于普通地震波作用的结果。
连续摇摆墙-屈曲约束支撑框架抗震性能分析
冯玉龙, 吴京, 孟少平
2016, 33(增刊): 90-94. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S051
摘要:
高层摇摆墙的刚度和强度需求较大,且预制和吊装施工困难。为减小高层框架结构的位移响应和损伤集中效应,提出了连续摇摆墙-屈曲约束支撑框架(CRW-BRBF)结构体系,即连续摇摆墙控制层间位移分布模式,屈曲约束支撑承担地震作用并充当耗能减震装置,框架承担竖向荷载作用并作为抗震第二道防线。采用OpenSees软件对结构进行了22条地震波的动力时程分析,对比了屈曲约束支撑框架(BRBF)、摇摆墙-屈曲约束支撑框架(RW-BRBF)和CRW-BRBF的抗震性能。分析结果表明:连续摇摆墙可以减少BRBF结构的层间位移角不均匀系数;与RW-BRBF相比,CRW-BRBF中摇摆墙的弯矩和剪力需求均较小。
带楼板钢管混凝土叠合柱-钢梁节点抗震性能数值分析
钱炜武, 李威, 韩林海, 赵晓林
2016, 33(增刊): 95-100. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.06.S016
摘要:
该文建立了三维非线性有限元模型,对带楼板的钢管混凝土叠合柱-钢梁节点抗震性能进行了研究。该有限元模型考虑了材料和几何的非线性、混凝土在往复荷载作用下的累积损伤及钢-混凝土间的接触关系等。利用已有节点试验结果,对建立的数值模型进行了验证。利用验证的有限元模型细致分析了带楼板钢管混凝土叠合柱-钢梁节点在梁端往复荷载作用下的工作机理。分析结果表明:节点在梁端往复荷载作用下,核心区的内、外混凝土形成"斜压杆",核心区的钢管和钢筋笼屈服并与核心区混凝土共同抵御外力。
U型钢板力学性能受硬度和层数的影响分析
杜红凯, 韩淼, 闫维明, 蒋金卫
2016, 33(增刊): 101-106. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S015
摘要:
U型钢板可作为限位器和阻尼器使用,设计4种U型钢板,分别采用软钢和硬钢制作,进行单推和推拉两种情况下的静力试验,结果表明,厚度较大的硬钢U型钢板易发生断裂;硬钢U型钢板比软钢具有更大的屈服荷载和屈服位移,更适合做限位器;硬钢的滞回曲线呈典型梭形,屈服后荷载仍有较大增长,软钢的滞回曲线呈平行四边形,屈服后荷载增长不大。推导了叠层U型钢板的屈服荷载、屈服位移和弹性刚度的计算公式,设计4种单层和叠层U型钢板,用ABAQUS有限元软件进行建模分析,有限元计算结果与理论分析一致;U型钢板分成n层后,弹性刚度近似折减为原来的1/n2,屈服荷载近似折减为原来的1/n,屈服位移近似增大为原来的n倍。
往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩延性分析
杨志坚, 王文进, 康谷贻
2016, 33(增刊): 107-112. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S047
摘要:
为了研究预应力高强混凝土管桩的曲率延性,采用OpenSees对管桩在往复荷载作用下的滞回性能进行了有限元分析。有限元分析结果与试验结果吻合较好,模型能较好的反映管桩的滞回性能。在此基础上,对管桩在往复荷载作用下的位移延性和曲率延性进行了分析,结果表明,PHC管桩的滞回曲线捏缩比较严重,位移延性系数大于2.0;在7度设防地区应将管桩使用时的最大曲率控制在0.01 m-1以内;在8度设防地区应使用时,应保证管桩的极限曲率大于0.03 m-1。现有的PHC管桩的极限曲率在0.01 m-1以上,曲率延性系数在2.8以上,但不满足大震时的曲率延性要求,需要改善其延性。
基于FEMA-P58方法的校园建筑地震经济损失预测案例分析
曾翔, 刘诗璇, 许镇, 陆新征
2016, 33(增刊): 113-118. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.03.S050
摘要:
地震导致的建筑倒塌和人员死亡近年来得到了有效控制,但造成的经济损失却愈加严重。该文运用FEMA-P58建筑地震损失评价方法,进行建筑地震损失预测,以充分利用下一代性能化设计的优势。FEMA-P58方法所需要的各建筑的地震响应,通过基于多自由度集中质量剪切层(MCS)模型和弹塑性时程分析(THA)的建筑震害模拟来获得。以三栋典型建筑为例,进行了基于强度的地震损失预测,以说明该损失预测手段的实现过程。结果表明,在中震(PGA=0.2 g)、大震(PGA=0.4 g)作用下,建筑损失主要来自结构构件和墙体等位移敏感型非结构构件。
基于云图法的规则桥梁概率地震需求模型
马海滨, 卓卫东, 林杰, 邢文杰, 谷音, 孙颖
2016, 33(增刊): 119-124. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S053
摘要:
基于性能的结构抗震设计需要建立在概率理论的基础之上,结构概率地震需求模型是其中的一个关键环节。针对公路梁式桥中的规则桥梁,利用OpenSees软件,建立了8座具有一定代表性的规则桥梁样本;选取三类不同场地条件下2390条国内外地震动记录,基于云图法对8座桥梁样本逐一进行了时程分析;以阻尼比为5%、与结构基本周期相对应的谱加速度Sa作为地震动强度指标,以墩顶位移漂移率D作为工程需求参数,分析了三类不同场地条件下、不同桥梁样本的地震动强度指标与工程需求参数之间的概率分布特征。结果表明:三类不同场地条件下,规则桥梁与结构基本周期对应的弹性谱加速度Sa与墩顶漂移率D之间近似服从指数函数分布。利用分析结果,建立了三类不同场地条件下规则桥梁地震动强度参数与地震需求参数之间统一的简化计算公式;算例验证表明,所建立的简化概率地震需求模型具有良好的计算精度,可大大简化规则桥梁概率地震需求的计算。
带斜筋单排配筋低矮剪力墙的抗震性能
张建伟, 杨兴民, 曹万林, 胡剑民
2016, 33(增刊): 125-132. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S007
摘要:
为替代粘土砖砌体结构,适应建筑节能发展需求,研发墙体薄、造价低、施工简便、易于推广且抗震性能良好的带斜筋单排配筋混凝土剪力墙多层节能住宅结构。剪力墙中设置斜筋,可提高其抗剪能力并防止基底剪切滑移,有效改善其抗震耗能能力。进行4个一字形截面低矮混凝土剪力墙的低周反复荷载试验,研究不同轴压比下,带斜筋单排配筋低矮混凝土剪力墙的抗震性能,并与不带斜筋的单排配筋混凝土剪力墙进行比较,分析其破坏特征、滞回特性、承载力、延性、刚度和耗能能力。在试验研究基础上,建立其承载力简化计算模型。研究表明:带斜筋单排配筋混凝土低矮剪力墙的抗震性能优于普通单排配筋混凝土剪力墙,能较好地满足抗震设计要求。
大型船厂工业刚性地坪结构设计方法研究
吴毅彬, 黄延, 瞿革
2016, 33(增刊): 133-137. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S056
摘要:
为了解大型船厂工业地坪的实际力学性能与计算方法,通过对目前常用道路工程中多层弹性体系与土建弹性地基板两类模型的适用性进行分析,并结合船厂地坪特点,提出基于文克尔地基的多层弹性地基板模型,并对地坪分块名义刚度计算方法及地坪层间界面状态进行研究。计算结果表明:不同区域分块弹簧刚度设置起到了调节沉降变形曲线的作用,同时设置地坪层间滑动特性,地坪面层结构受力接近于板式构件受力状态。相关研究成果为制定相应设计计算方法及指导工程设计提供有益参考。
正交异性折形钢板-混凝土组合桥面板基本性能研究
苏庆田, 田乐, 曾明根, 邵长宇, 陈亮
2016, 33(增刊): 138-142. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S014
摘要:
针对工程中混凝土桥面板和钢桥面板的结构特点和具体使用状况,提出了一种钢与混凝土组合桥面板。通过对截面参数的优化,得到合理的组合桥面板截面形式。与混凝土桥面板和钢桥面板的受力对比分析,从理论上验证了正交异性钢板-混凝土组合桥面板应用于某些工程可行性。采用足尺桥面板的加载试验,得到了组合桥面板的抗弯极限承载力为规范车辆荷载效应的5.67倍,证实了其应用到桥梁结构中具有较大的安全储备。根据试验结果,在正常使用阶段可以按照平截面假定计算组合桥面板受力性能。
三面受火的内配型钢方钢管混凝土柱火灾全过程分析
毛文婧, 王文达, 王景玄
2016, 33(增刊): 143-149. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S011
摘要:
采用有限元软件ABAQUS建立了标准火灾作用下内配型钢方钢管混凝土柱的热力耦合模型,并与已有的试验进行了对比和验证。计算了该类构件在火灾全过程作用下的荷载-轴向位移、荷载-跨中侧向位移的关系曲线,分析了该类构件在常温加载、升温、降温、火灾后再加载四个阶段的应力变化情况,并将强轴和弱轴两种加载方式下的结果进行了对比。在此基础上,对影响火灾后剩余承载力影响系数的主要参数进行了分析。结果表明:火灾荷载比、升温时间比、长细比等因素对该类构件火灾后剩余承载力有较显著的影响。
单梁法分析曲线梁桥的适用条件研究
焦驰宇, 张羽, 龙佩恒, 侯苏伟
2016, 33(增刊): 150-155. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S013
摘要:
现有曲线梁建模分析方法主要为单梁法、梁格法以及实体法三种,已有研究表明:单梁法的精确度不高,但由于其建模速度快、计算效率高而倍受设计青睐,故确定单梁法分析曲线梁桥的适用条件(即在何种条件下单梁法具有满足工程设计的足够精度)具有重要的现实意义。该文以结构应力作为主要衡量指标、圆心角作为主要判别手段开展研究。以京开路立交A匝道桥为工程原型,建立大量不同跨径L、桥面宽度B、圆心角θ的梁格、单梁模型,对比单梁法与梁格法所得应力,以10%的误差率作为控制指标,反算出临界圆心角,并拟合得到单梁法的适用条件。该文研究成果对曲线梁桥的结构设计分析具有重要意义。
含摩擦阻尼器钢连梁的往复加载试验
师骁, 王彦栋, 曲哲, 纪晓东
2016, 33(增刊): 156-160. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S017
摘要:
提出一种用于高层建筑的含摩擦阻尼器钢连梁。摩擦阻尼器以外的型钢梁段即使在罕遇地震作用下也预期保持弹性,损伤只发生在摩擦片-钢板界面。采用高强螺栓与碟形弹簧串联为摩擦片-钢板摩擦界面施加正压力,以减小温度应力等因素对摩擦力的影响。地震过后,简单放松螺栓就可以释放结构残余变形,并可拆卸摩擦片以查看其损伤程度,如有必要可方便地更换摩擦片。对该钢连梁进行往复加载试验。结果表明,选用的摩擦材料具有可靠的摩擦性能,摩擦阻尼器表现出稳定且优异的耗能能力。摩擦力相对比较稳定,未出现过大的超强,有利于简化周边连接构件的设计。
SRC组合加固铰缝疲劳性能试验
罗征, 王银辉, 袁伟东, 胡晓佳
2016, 33(增刊): 161-167. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S018
摘要:
针对装配式板梁桥铰缝,提出一种型钢混凝土组合(SRC)对铰缝进行加固的技术方法。为了研究SRC组合铰缝加固方法的加固效果,进行了不同加固方式的静力及疲劳试验。试验研究发现:SRC加固后的铰缝在强度、整体受力性能及疲劳性能等方面优于其他加固方式的铰缝;同时,根据不同加固方式后铰缝的破坏现象、以及铰缝的力-变形关系曲线识别了加固后铰缝的两种典型破坏形态,即结合面弯剪破坏和结合面弯曲破坏,并分别建立了两种破坏形态下铰缝的强度预测模型。误差分析表明两个模型计算结果精确、可靠,可为铰缝的工程设计计算提供参考。
基于实测数据的港工混凝土结构环境荷载模型及耐久性分析
庞龙, 应宗权, 范志宏, 田俊峰, 李全旺
2016, 33(增刊): 168-172. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S019
摘要:
港工混凝土结构处在海洋环境中,氯离子侵蚀引起的结构耐久性退化问题颇为严重。作者以大量华南地区高桩码头耐久性检测数据为基础,探究符合我国海洋环境的港工混凝土结构的环境荷载模型。该文基于菲克第二定律,对模型中的环境荷载Cs进行讨论,确定了Cs的概率分布及其均值、标准差。最后通过蒙特卡洛数值模拟与国际已有成果进行对比,探讨了环境荷载模型对结构耐久性分析的影响。
环箍-穹顶索杆结构局部断索抗倒塌能力分析
陆金钰, 董霄, 李娜, 武啸龙
2016, 33(增刊): 173-178. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S021
摘要:
提出一种新型的环箍穹顶全张力自平衡索杆结构,该体系以环形张拉整体为周边环梁,中部支承Levy型索穹顶结构。由于该环箍穹顶结构冗余度较低,该文研究了局部索失效情况下的结构抗倒塌性能。考察了环形张拉整体中局部拉索破断后索穹顶环向约束刚度的降低程度,以及整体结构力学性能的影响。基于显式动力积分法,运用变换荷载路径法,通过移除失效拉索单元,分析模拟了环形张拉整体不同部位的拉索断裂后剩余结构的响应,包括节点位移、索杆内力等指标。根据响应值将断索分成四种类型,并对四种类型的索破断后结构是否产生连续倒塌进行了探索。分析结果表明,提出的环箍-穹顶索杆结构具有较好的抗连续倒塌性能,相关结论将为此类结构的工程应用及安全评估提供借鉴。
横向激励下桩基主共振响应中群桩效应分析
马建军, 高笑娟, 刘丰军, 贾振华
2016, 33(增刊): 179-183. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S023
摘要:
基于已建立的横向激励下单桩的非线性动力学模型,利用单桩的运动方程和多尺度方法,求得单桩的主共振幅频响应方程。进而基于Vlasov地基模型及确定群桩相互作用系数的经验方法,得到弹性地基参数的修正值。最后,运用两桩基础的幅频响应曲线、桩端横向位移演变值和桩身剪力变化情况研究了群桩效应对桩基主共振响应的影响,同时分析了边界条件对群桩效应作用的影响。结果表明:群桩效应会导致基桩主共振响应更复杂,且其影响的发挥与桩端约束、桩间位置关系等因素均密切相关。
高韧性混凝土拉伸荷载下的裂缝控制能力研究
傅柏权, 蔡向荣
2016, 33(增刊): 184-189. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S027
摘要:
通过分析纤维在水泥基体中的界面连接应力,建立了高韧性混凝土的多缝开裂模型。基于开裂模型分析了摩擦粘结强度、化学粘结强度、基体开裂强度和纤维弹性模量单独变化时对高韧性混凝土多缝开裂区结束时的应变和裂缝宽度的影响。分析结果表明:随着摩擦粘结强度的增加,多缝开裂区结束时的应变和裂缝宽度减小;随着化学粘结强度的增加,多缝开裂区结束时的应变增加而裂缝宽度减小;随着基体开裂强度的增加,多缝开裂区结束时的应变和裂缝宽度均增大;随着纤维弹性模量的增加,多缝开裂区结束时的应变和裂缝宽度减小。通过对带切口试件的直接拉伸试验,研究了高韧性混凝土在存在初始缺陷情况下的裂缝控制能力。试验结果表明,初始缝高比为0.2时,试件切口处的极限应力为5.3 MPa,非切口处的极限应力为4.3 MPa,整个试件范围内出现了多缝开裂,且裂缝宽度控制在0.1 mm以内。初始缝高比为0.4时,试件切口处的极限应力为5.8 MPa,非切口处的极限应力为3.5 MPa,裂缝面上的纤维未能有效控制裂缝的发展,试件仅在切口附近出现了多条围绕切口的弧形裂缝。
钢纤维对高强钢筋RPC无腹筋梁的剪切性能影响研究
金凌志, 梅臣, 杨蕊
2016, 33(增刊): 190-195. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S028
摘要:
为研究无腹筋高强钢筋活性粉末混凝土简支梁的剪切性能,基于集中荷载下4根RPC梁受剪破坏试验的结果,以钢纤维体积率为主要研究参数,分析钢纤维体积率对梁的斜裂缝发展形态、荷载-挠度曲线、剪切韧性及斜裂缝宽度的影响。结果表明:钢纤维能够减小斜裂缝间距,增加剪压区高度,改善梁的剪切延性;钢纤维对梁受荷初期的剪切韧性影响较小,而对初始屈服点后梁的剪切韧性影响较大;钢纤维体积率越大,斜裂缝宽度越小,峰值荷载越大,且其对峰值荷载的影响较对跨中挠度的影响显著。
面向双层交通的混凝土箱梁抗弯性能试验研究
汪建群, 谢子蓉, 祝明桥, 谷志鹏, 禹见达
2016, 33(增刊): 196-200. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S030
摘要:
利用混凝土箱梁整体受力性能优势,将其顶、底板均作为桥面系实现双层交通,是解决城市土地资源紧张和交通堵塞的不错选择。设计了1:6比例双层交通混凝土箱梁模型,在弹性工作状态下进行了双层均布荷载试验研究,在双层集中荷载作用下进行了受弯全过程破坏试验。试验研究了关键截面应力-应变发展规律、荷载-挠度曲线、抗弯承载力及其破坏模态等。结果表明:弹性工作状态下按照不同工况在箱梁顶、底板施加均布荷载作用时,存在不同剪力滞效应;双层集中荷载作用破坏性试验证实了宽跨比、高跨比均较大的双层交通混凝土箱形截面梁的受弯破坏过程可分为弹性阶段、弹塑性发展阶段、最终破坏阶段。相关结论可为双层交通混凝土箱梁桥的设计和应用提供试验数据和理论依据。
古建筑木材料拉-压疲劳试验研究
张宸赫, 廖红建, 钱春宇, 李杭州, 宋丽, 郑建国
2016, 33(增刊): 201-206. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S031
摘要:
该文选取古木材为研究对象,在静力特性分析的基础上,确定应力比及上限应力比范围,在MTS858试验机上,对古木材试件进行了2 Hz下的拉-压疲劳振动试验,结果表明:大部分试件发生了顺纹断裂而破坏。分析了木材的应力-应变关系曲线和变形特性关系,其应力-应变曲线出现了由密到疏的变化,并随着上限应力比的增大,拉应变愈加明显;而变形特性曲线可明显的分为三阶段,这与材料疲劳变形及损伤发展规律相似,即损伤的产生、扩展以及贯通破坏。将木材试件的S-N关系整理为指数函数模型,根据相关规范建议该种古木材的安全的上限应力比为0.30。
可替换独立耗能梁段抗震性能分析
殷占忠, 任亚歌, 陈伟, 梁亚雄
2016, 33(增刊): 207-213. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S041
摘要:
带可替换耗能梁段的偏心支撑钢框架结构与传统的偏心支撑钢框架结构相比,修复替换既方便又经济,目前国内外关于这方面的研究很少。运用ABAQUS有限元软件对8根参数不同的可替换耗能梁段进行了单向加载和循环往复加载分析,结果表明:加劲肋间距对可替换耗能梁段承载力的影响并不大,可替换耗能梁段长度的增大会引起承载力的减小;单向荷载作用下,可替换耗能梁段的位移延性系数和转角延性系数均较大,具有良好的延性;循环荷载作用下,可替换耗能梁段的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象出现,具有较好的耗能性能。
Q460GJ钢焊接H形梁整体稳定性能试验研究
熊刚, 杨波, 王赛博, 徐国友, 戴国欣, 聂诗东, 胡鹰, 张伟富
2016, 33(增刊): 214-218,226. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S043
摘要:
利用专门设计的加载装置和夹支支座,对六个加强受压翼缘单轴对称的Q460GJC焊接H形梁构件进行了跨中有侧向支撑且受集中荷载作用条件下的加载试验。通过试验数据与《钢结构设计规范》中有关钢梁整体稳定相关计算值比较发现,试验结果与依据GB50017-2003类似计算方法得到的结果相接近,与修订版GB50017-201X的计算值存在差异。
盾构隧道施工过程及支护方式对高速铁路高架桥群桩基础影响分析
刘喆, 何平, 张安琪, 陈铮
2016, 33(增刊): 219-226. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S045
摘要:
针对北京某地铁区间下穿高速铁路工程,分析不同盾构参数及支护条件的选择对隧道侧穿既有高架桥群桩的受力和变形的影响。在隧道开挖前的工程试验段中,建立盾构参数与有限元计算中等代层之间的关系。分别分析不同等代层和有无隔离桩的六种工况,说明盾构参数的优化及隔离桩的使用在盾构隧道开挖中对控制群桩的受力和变形所起到的作用。分析表明:1)盾构参数优化和隔离桩的使用对控制桥桩弯矩、水平位移、轴力、沉降都有明显作用,但隔离桩控制效果更显著;2)隔离桩的存在基本消除了隧道掘进过程中桩体的弯矩动态变化,并且使得隧道推进过程对桥桩沉降的影响是均匀的;3)监测结果表明,数值计算结果较好的反映了实际开挖过程,计算最终累计沉降量与实测结果非常接近。
地震波反演与地下结构的动力响应分析
王沿朝, 陈清军
2016, 33(增刊): 227-233. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S046
摘要:
为获取软土场地的基岩地震波时程,该文利用波动法和等效线性化技术,通过自编地震波反演程序,以上海某软土场地为例,反演求得了六条基岩处的地震波时程,并进行了精度验证。在此基础上,以某地铁车站结构为工程背景,采用ANSYS程序建立土-结构相互作用体系分析模型,选取El-Centro地震波的反演基岩波作为输入,对软土场地中的地下结构进行了动力响应分析。结果表明:该文的软土场地地震波反演计算可获得较高精度的基岩地震波时程;对于不同类型的地震波,地面地震波峰值与基岩地震波峰值的比值有较大差异;与地上结构相比,地下结构虽然其水平位移反应值较大,但结构顶板与底板之间的水平向相对位移并不大。
运营实桥在线监测系统的建立及数据初步分析
何文朋, 雷家艳
2016, 33(增刊): 234-238. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S048
摘要:
针对实际运营环境及结构受力情况建立了某大型单拱肋中承式钢拱桥的在线监测系统,并以监测数据为基础,初步分析了结构的应变、加速度及环境温湿度变化情况,为同类桥梁结构的受力分析及运营实桥结构在线健康监测系统的实践应用提供参考。
扁平箱梁涡激力的展向相关特性研究
刘小兵, 张海东, 王彦彪
2016, 33(增刊): 239-243,250. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S049
摘要:
针对扁平箱形断面梁,在均匀流场中进行了涡激振动节段模型风洞试验,研究了扁平箱梁涡激力的展向相关性。结果显示:在涡振锁定区的振幅下降阶段,升力的展向相关性随着振幅的减小而减弱;在涡振锁定区的振幅上升阶段,升力的展向相关性随着振幅的增大先增强后减弱,升力展向相关系数的最大值出现在振幅上升阶段的某个风速,而不是最大振幅对应的风速;均匀流场条件下,在涡振锁定区内,扁平箱梁涡激力的展向相关性不仅与振幅有关,也与来流风速值有关。
长周期地震动作用下隔震连续梁桥地震反应特性研究
孙颖, 陈天海, 卓卫东, 谷音, 许智星
2016, 33(增刊): 244-250. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S054
摘要:
该文以五跨一联隔震连续梁桥为研究对象,探讨了具有明显脉冲效应的近场、远场长周期地震动作用对采用铅芯橡胶支座(LRB)及摩擦摆隔震支座(FPB)的连续梁桥地震反应(梁体及支座位移、桥墩内力等)的影响程度,明确长周期地震动作用对隔震装置隔震效果及碰撞效应的影响。研究结果表明:对于隔震连续梁桥,长周期地震动作用下,隔震支座对连续梁桥的隔震效果均有所下降,但FPB隔震结构的隔震效果优于LRB隔震结构;对于布设LRB隔震支座的隔震桥梁,在远场长周期地震动作用下梁体位移大幅增加,结构更易发生碰撞且碰撞力较大,远场长周期地震动对LRB隔震桥梁的地震反应更为不利。
余震地区桥梁施工过程易损性分析
杨成, 陈文龙, 徐腾飞
2016, 33(增刊): 251-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S055
摘要:
震后灾区重建工作中,桥梁等关键基础设施应迅速修复或重建,以满足灾区交通需求。施工过程中,桥梁整体结构体系尚未形成,且短期内余震频发,将严重威胁着结构安全。通过余震序列早期阶段的统计结果,回归出余震发生概率模型,基于概率的地震危险性分析理论(PSHA),提出了桥梁施工过程中易损性指标与考虑施工过程的易损性模型。以汶川地震为例,对一座山区高墩施工整个过程的易损性展开分析,结果表明:余震地区桥梁施工易产生开裂损伤破坏,影响结构耐久性,有必要对强震过后灾区桥梁施工阶段的地震损害风险做专门的评估。
基于Info-gap理论的结构损伤识别方法研究
刘纲, 李坤, 王茜, 李立力
2016, 33(增刊): 257-261. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S057
摘要:
基于Information-gap(Info-gap)理论提出了一种非概率的不确定性损伤识别方法。选用模态振型为损伤识别指标,通过Info-gap模型的不确定水平表示测试误差、模态参数识别等因素的不确定程度,采用振型的距离函数作为决策函数,将决策函数的求解转换为优化问题来量化不确定因素对损伤识别的影响。数值算例和实验室模型试验结果均表明,所提方法能正确识别并定位结构出现的单处和多处损伤。
机械工程学科
太阳能飞机推进系统电池布置对结构振动影响的分析研究
潘阳, 金楷杰, 王亚龙
2016, 33(增刊): 262-265. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S008
摘要:
大展弦比太阳能飞机推进系统电池的位置将影响机翼结构的固有频率及振动响应,较大的振动响应将影响飞机的安全。首先建立机翼的三维模型,并进行理论分析,其次利用有限元分析软件进行分析。研究表明理论分析结果与有限元分析结果相一致,电池位置对于机翼结构的一阶扭转频率影响较大且电池位置越靠前振动响应越小。研究结果可作为布置电池位置的基本参考。
船底肋板在尖锐礁石搁浅场景下的受力分析
孙斌, 胡志强, 王晋
2016, 33(增刊): 266-269,295. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.03.S034
摘要:
以船底肋板为研究对象,运用塑性力学理论及数值仿真技术,分析了船底肋板在尖锐礁石搁浅场景下的变形损伤机理。研究中首先应用LS_DYNA进行数值仿真模拟,得到船底肋板的变形模态,在此基础上建立起肋板塑性变形的几何数学模型。然后运用塑性力学理论,获得船底肋板在变形过程中变形阻力的解析计算公式,并通过数值仿真结果进行验证。研究得到的船底肋板变形损伤的解析计算公式,对船底耐撞性结构设计和耐撞性能评估具有较好的指导意义。
一种上单翼单转轴折叠结构方案的设计分析
王帅, 何景武, 耿立超
2016, 33(增刊): 270-274. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S035
摘要:
以轻型运动飞机"梦想四号"为例,设计一种单转轴折叠上单翼。通过建立简化机翼模型,运用解析几何原理进行分析,再根据理论的求解结果调整结构分离面位置,消除机身结构干涉;通过Catia建模,DMU运动仿真消除机翼内外段结构干涉,并进行细节处的耳片结构设计以及折叠前后的机翼固定问题。该方案应用于"梦想四号"轻型运动型飞机上,只需通过一次转动,实现机翼的折叠收放,方便快速、结构简单、增重较少,在轻型运动型飞机上优势较为明显。
微动接触状态对锆合金磨损速率影响的数值计算与分析
赵杰江, 尹东, 唐力晨, 钱浩, 霍永忠
2016, 33(增刊): 275-282. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.06.S036
摘要:
基于二维柱面-平面模型的有限元接触分析,发现接触状态由部分滑移转变为整体滑移的临界应变载荷幅值与法向力近似成正比。采用Archard模型以及多层节点更新方法,利用有限元二次开发数值模拟锆合金的微动磨损。发现锆合金的磨损速率随应变载荷幅值增加而增加,在部分滑移状态下增长缓慢,在整体滑移状态下快速增长。在整体滑移状态下,磨损速率随法向力增加先增加后减小;在部分滑移状态下,磨损速率随法向力增加缓慢减小。
其他工程学科
地面雷达天线罩风载下的数值模拟与风洞试验研究
王丽君, 佟丽莉
2016, 33(增刊): 283-289. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S003
摘要:
风荷载是地面雷达天线罩的主要荷载之一,风荷载会影响雷达罩的强度和稳定性,并会间接影响到雷达天线的使用精度,导致雷达天线的指向偏差和偏焦。所以雷达天线罩的风载研究是雷达天线罩设计的重要环节之一。该文用SolidWorks建立雷达天线罩的微缩模型,借助ANSYS ICEM CFD进行结构化网格划分,然后导入到FLUENT中进行风载的流场计算。在FLUENT流场计算中,选用了标准K-ξ模型、RNG K-ξ模型和Reliable K-ξ模型,对三种模型下的罩体迎风面、侧面以及背风面风压分布规律进行了对比,最终选用更加适合该文的RNG K-ξ模型。并对风速为V=20 m/s、V=28 m/s和V=36 m/s下的雷达天线罩的数值模拟和风洞试验的风压结果对比。结果表明:在罩体迎风面的风压曲线拟合的较好,而在罩体侧面及背风面的风压曲线出现了一定的偏离;风速越大,风压显著增大。通过对风载下地面雷达天线罩在数值模拟方法和风洞试验下风压分布的比较,可见数值模拟方法在雷达天线罩的设计中扮演重要角色,仿真得到的数据也可为实际工程领域的风洞试验提供数据支持。
电流变夹层板的拓扑优化研究
陈春强, 陈前
2016, 33(增刊): 290-295. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S032
摘要:
为了优化电流变夹层板中的变刚度控制效果,对其进行了夹层结构的拓扑优化。首先,基于变刚度控制效果的分析,确立了结构的单阶模态和综合模态频率变化率为优化目标,然后基于粒子群优化算法对结构进行了拓扑优化,并且给出了相应的拓扑构形。最后,采用变刚度控制的等效阻尼比和时域响应对比两种手段对拓扑优化的结果进行了验证,两类验证都表明这些优化的拓扑构形能在较小的材料利用率下,可以取得较好的变刚度控制性能。
大型某型客机复材机身舱门区结构补强研究分析
马骏, 王岩, 赵艳雄, 何景武
2016, 33(增刊): 296-300. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S033
摘要:
复合材料在民用客机上的应用量越来越高,目前已经出现了全复合材料机身的大型客机,对于全复合材料机身舱门区补强问题也显得尤为重要。该文就大型某型客机复合材料机身舱门区结构补强进行分析研究,设计了一套适用于大型客机复合材料机身的补强结构并进行了有限元计算分析和结构优化,计算结果符合设计的相关要求。
带流槽侧壁卸料动态超压及流态的PFC3D数值模拟
原方, 庞焜, 董承英, 徐志军
2016, 33(增刊): 301-305. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S037
摘要:
该文研究一种带流槽侧壁卸料筒仓,该筒仓具有缓解动态超压、基本实现分层有序自动卸料、节约能源等优点。利用PFC3D建立与试验条件相同的三维颗粒流数值模型,模拟静、动态侧压力的大小及分布规律,计算出动态超压系数,并与试验结果进行对比分析。结果表明:卸料口对侧仓壁动态压力较大;最大超压系数达1.4,在所考虑的三列测墙中共有3个位置达到此峰值,其中2个位置发生在卸料口对侧仓壁,而另一个位置发生在距卸料口成90°的仓壁。卸料口对侧仓壁出现2个峰值,一个在筒仓上部0.2 m处,而另一个在筒仓下部0.8 m处;模拟贮料流态和试验吻合较好。
磁西矿千米深井不均匀原岩应力场有限元模型研究
周晓敏, 管华栋
2016, 33(增刊): 306-311. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S039
摘要:
从现代数值计算在地下工程中应用发展和新奥法理论的角度出发,提出了原岩应力场分析在现代地下工程设计方面的必要性。依据地层构造学,通过磁西副立井检查孔资料和地质构造条件,建立了基于重力场为基础的考虑地层倾斜、断层等构造下的磁西副立井广场下原岩应力分析模型,通过数值计算分析结果,图形化展示了不同垂直勘探线上三向应力随深度的变化规律,尽管三向应力都和深度成正比关系,但和解析解不同的是,在岩层界面和断层处水平和垂直应力都不是连续的,而且两向水平应力是不等的,二者之比最大值1.22发生在垂深613 m左右。正交统计分析得到,两向水平应力之比,即不均匀应力系数,它的第一影响因素是岩体剪切模量之比,第二影响因素是岩层倾角。在同一水平上,水平应力的变化也表现和地层倾斜方向高差相关联的关系,即倾斜上位的应力高于下位的应力,但应力梯度值不大,在10-3~10-4量级上,主要与岩层倾角有关,对地应力的评估差异不大。
储液结构隔震优化模型及其影响参数分析
侯钢领, 李祯, 贾晓飞, 宋天舒
2016, 33(增刊): 312-319. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.S052
摘要:
针对储液结构地震响应包括储液部分的刚体运动、中高频的冲击运动和低频的对流运动以及下部支撑部分的结构运动,导致该系统对频带宽、随机性强的地震动响应敏感,该文从概率优化的角度探讨基础隔震、层间隔震和非隔震储液结构的地震响应及其参数影响规律。基于Haroun-Housner储液结构动力模型,建立并给出了非隔震模型、层间隔震模型、基础隔震模型的动力控制方程。提出以其基底剪力的均值和标准差作为优化目标函数,以隔震层周期作为优化变量的优化模型,并在MATLAB软件平台上实现了该模型。通过单参数影响分析,研究了水箱结构与下部支撑结构的重量比、下部支撑结构的刚度、水箱结构储液高度与半径比、场地变化等因素对各种模型地震响应的影响。该研究成果对隔震技术在储液结构中的应用、提高储液结构的抗震性能等方面具有参考价值。
新型板囊组合结构抗压变形分析
王广政, 李志刚
2016, 33(增刊): 320-324. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S059
摘要:
针对未来灾害条件下的交通救援和应急交通工程保障的现实需求,研制了一种由气囊和上承板组成的板囊组合结构路面通道器材。在分析气囊承重结构优越性的基础上,对提出的新型板囊组合结构建立了理论计算模型,进行了抗压变形的有限元分析。并通过承压试验,对板囊组合结构在实际荷载作用下的变形情况进行了验证。试验证明,这种结构符合设计荷载和变形的要求,能够满足交通应急救援和抢险救灾的需求。