矩形钢管高强混凝土框架抗震性能分析

为研究地震作用下矩形钢管高强混凝土框架的破坏机理和抗震性能,进行了单跨两层矩形钢管高强混凝土框架低周反复荷载试验和有限元分析. 考察结构试件在试验过程中塑性铰出现的位置、顺序及塑性发展程度,研究其破坏机制和破坏模式. 研究结构滞回曲线与骨架曲线,分析其承载能力、变形能力、耗能能力以及强度和刚度退化情况. 在此基础上,采用有限元软件Perform-3D对矩形钢管高强混凝土框架试件进行参数分析,研究了轴压比、钢材屈服强度及静力弹塑性分析水平侧向力加载模式等对结构抗震性能影响. 结果表明:矩形钢管高强混凝土框架试件呈梁铰破坏形态,并具有承载能力高、变形能力和耗能能力强的特点. 试件平均峰值荷载较屈服荷载提高了1.68倍;顶层和底层最大层间位移角分别为1/30和1/27,分别超过了规范规定限值的66.7%和85.2%. 延性系数分别超出了规定限值的58.5%和60.0%;轴压比对结构抗震性能影响显著. 当轴压比大于0.6时,结构承载能力与变形能力明显降低;水平侧向力加载模式对结构承载能力影响大. 均匀加载模式下结构承载能力最大,顶点加载模式下最小,倒三角形加载模式居于二者之间. 研究成果可为矩形钢管高强混凝土框架结构抗震设计提供参考.      

双行程可变阻尼力摩擦阻尼器的特性

为了提高结构在不同水平荷载作用下的使用舒适性和安全性,设计了双行程阻尼力可变剪切型摩擦阻尼器,在不同加载路径和摩擦面压力条件下,将4组1:1比例试件进行拟动力加载试验.高低阻尼力的大小通过连接螺栓预紧力的大小设定.试验结果表明:阻尼器能够提供高低两种阻尼力,在小振幅阶段以低阻尼力工作,在大振幅阶段以高阻尼力工作.从低阻尼力向高阻尼力切换时,阻尼力的变化形式依赖于加载路径和运动副的间隙.铝板和钢板构成摩擦面的摩擦因数稳定.     

循环荷载下钢管混凝土与钢筋黏结的试验研究

为探究循环荷载下配筋钢管混凝土构件黏结锚固性能，对配筋钢管混凝土试件开展了单调加载和循环加载试验.通过单调加载试验，对比分析了黏结力与滑移量之间的响应关系；基于单调加载试验结果，对若干配筋钢管混凝土试件在单轴循环荷载作用下的黏结特性进行了试验研究，考虑包括箍筋配置、黏结长度、钢筋直径、加载次数等因素对黏结性能的影响规律，分析了不同试件黏结力的退化机制及其破坏模式.结果表明：箍筋提高了试件承受循环荷载作用的能力，配筋钢管混凝土试件的黏结力和延性随黏结长度、钢筋直径的增加而增大，配筋钢管混凝土试件中钢筋的黏结力及延性随着前期承受循环荷载的加载次数的增加而降低，配筋钢管混凝土黏结破坏时整个黏结区域相对比较平滑，变形肋印迹不明显.     

自平衡法在客专站房工程基桩施工中的应用

传统的基桩竖向承载力静载试验加载反力装置主要有锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置和锚桩压重联合反力装置三种方式.三者均通过反力平台或装置提供反力,通过油压千斤顶在桩顶施加荷载.堆载法受场地和吨位等条件限制,要解决几百甚至上千吨的荷载来源,运输、堆载过程繁琐.锚桩法需设置多根锚桩和反力梁,试验时间长且费用高.基于此,通过结合工程实例,对自平衡法在站房基桩施工中的应用进行了研究.     

钢-混凝土组合试件长期推出试验与有限元分析

采用推出试验和有限元方法研究了采用不同剪力连接件的钢-混凝土组合试件的界面长期滑移和应变发展过程; 参考Eurocode 4中推出试验标准试件, 设计了2组试件用于长期推出试验; 分别采用栓钉和PBL作为剪力连接件, 采用螺杆施加长期荷载, 测试了长期加载过程中的界面滑移、混凝土应变和钢梁应变; 同步加载测试了150 mm×150 mm×300 mm的混凝土试块的长期变形, 并以此变形计算混凝土徐变系数; 对比了徐变模型对计算结果的影响, 并讨论了不同混凝土徐变模拟方法。研究结果表明: 界面滑移和混凝土应变在加载初期增长较快, 加载120 d后达到稳定状态; 栓钉试件和PBL试件的最大界面滑移分别为0.162和0.068 mm, 最大值均位于界面底部; 栓钉试件和PBL试件的混凝土最大应变分别为7.30×10-5和1.34×10-4, 最大值均位于混凝土板底部; 钢梁应变在整个试验过程中基本保持稳定, 未出现明显的应力重分布, 栓钉试件和PBL试件的钢梁最大应变分别为3.7×10-5和6.5×10-5, 最大值均位于钢梁顶部; 混凝土徐变是影响钢-混凝土组合试件长期性能的主要因素, 不同混凝土徐变模型计算所得混凝土徐变系数与测试值的偏差为60%~140%, 说明混凝土徐变模型对有限元结果影响显著; 采用指数函数拟合混凝土徐变系数测试结果的拟合误差为2.4%, CEB-FIP90模型计算所得混凝土徐变系数在加载后期与测试值的误差为3.71%, 建议无法实测时可采用CEB-FIP90模型计算混凝土徐变系数。      

应用共振频谱测定结构材料疲劳损伤剩余强度的试验研究

本文对自然条件相同的一组结构材料进行了等幅加载和变幅加载试验,测定了试件在各个承载阶段内的共振频谱.结果发现:被测试件从开始状态到疲劳断裂的各个阶段都有其表示疲劳状态的、特定的对应共振频谱.     

沥青混合料二点梯形梁与四点小梁疲劳试验方法对比

小梁疲劳试验是广泛应用的沥青混合料疲劳试验方法,两点梯形梁疲劳试验(two-point trapezoidal beam fatigue test,2PB)主要在欧洲应用而四点弯曲小梁疲劳试验(four-point bending beam fatigue test,4PB)在美国应用广泛。从试验标准、试件要求、老化条件、试验操作和结果应用等方面进行2PB与4PB的对比,指出2PB试验中试件成型复杂,试件尺寸精度要求高,对设备要求复杂,但试件具有较好均匀性和代表性;4PB试件成型较简单,试件尺寸易满足。2PB试件黏附、固定、更换费时,操作上繁琐一般最大加载应变500με;4PB试验中试件固定、更换、调整应变等直接通过软件实现,操作容易,最大加载应变可达到2 000με。2PB疲劳试验试件数要求多,获取疲劳曲线试验周期为4PB试验的两倍以上。2PB试验后试件表面可见裂纹,测量结果对应混合料的实际疲劳寿命而4PB测量疲劳寿命结果较保守。2PB疲劳结果离散性小于4PB结果,2PB结果可用于混合料疲劳性能评价以及作为路面设计输入参数,4PB结果仅用于混合料疲劳性能的评价。     

张花高速猛洞河大桥桥梁荷载试验仿真分析

依据《张花高速公路海螺猛洞河大桥施工图设计》及相关设计变更文件建立模型,验证了设计荷载（公路-Ⅰ级）作用下计算值与设计值相吻合、结构动力计算频率值及振动形式与设计相吻合,为加载计算提供基本模型,按照现行规范检算了控制截面在设计荷载（公路-Ⅰ级）作用下的内力、应力、变形等效应,以及确定加载车辆数、加载位置、加载效率.     

高墩大跨连续刚构桥菱形挂篮反力架预压法研究

结合延延高速公路黄河特大桥主梁菱形挂篮反力架预压工程实例,运用Midas civil建立挂篮整体预压模型及反力架模型,对其受力情况进行分析,通过实例验证了反力架预压法施工的安全性及合理性,顺利完成了挂篮预压,节约了挂篮预压工序时间,解决了高墩情况下挂篮预压不便的施工难题。     

大型多纵梁矩形渡槽槽身横向结构计算

根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其横向受力特点，提出了“弹性支承连续梁”法进行横向受力计算，使复杂的空间结构计算得以简化，计算时，底部弹性支承在各纵梁上，可求得结构的横向受力与弹性支承反力，并根据力法位移协调方程，给出了三梁式和四梁式渡槽横向结构弹性支承反力的计算公式，通过南水北调工程中某大型渡槽的计算分析，表明此方法方便、合理，有很大的实用价值．     

压弯复杂应力下焊趾局部应力-应变研究

通过对模拟结合壳典型部位的焊接试件进行加载试验,分析了压应力对局部应力应变特征的影响,结果显示,焊趾处名义应力相同条件下,局部应力应变值与施加的载荷形式有关.同时,对此试件进行的弹塑性有限元分析,得到了与试验结果基本吻合的规律.由此得出,压应力与弯曲应力的比值较小时,对焊趾处局部应力应变产生的影响可忽略;比值较大时,产生的影响不可忽略.     

圆柱形试件用于国标车辙动稳定度试验的可行性分析

分析了笔者提出的圆柱形试件用于评价沥青混合料抗车辙性能的可行性,采用室内试验对比分析的方法。首先,选取国际上广泛认可的汉堡车辙试验、APA车辙试验和小型加速加载试验,对6种不同类型的沥青混合料圆柱形试件分别进行试验,且将结果分别与笔者提出的圆柱形试件国标车辙试验结果进行相关性分析;其次,比较板式试件和圆柱形试件用于国标车辙仪时的试件成型空隙率变异性和动稳定度变异性,讨论圆柱形试件车辙试验的可靠度。结果表明:圆柱形试件国标车辙试验的动稳定度指标与汉堡车辙深度、APA试验动稳定度和小型加速加载试验蠕变速率指标之间均有良好的相关性,且较板式试件,圆柱形试件用于国标车辙试验的可靠度更高,表明圆柱形试件用于国标车辙仪评价沥青混合料的抗车辙性能是可行的。     

某单索面斜拉桥承载能力评定

单索面斜拉桥受力较双索面斜拉桥更为复杂,主要表现在面外稳定性以及结构振动特性的变化[1]。其次由于各斜拉索强度不能做到完全相同,钢索索力也难均匀分配给各个单丝,因此斜拉索索力是影响桥梁安全运营的关键因素。以某座单索面斜拉桥为对象对该桥动、静载试验加载方案进行了设计,然后进行现场试验,得到了此次静载试验的校验系数及桥梁振动数据,在此基础上对测试结果进行了理论分析。     

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱节点承载能力的试验研究

为了更好的实现建筑结构工厂化生产,找到可靠、实用、经济的预制装配式结构连接方式,提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,进行了六个预制装配式部分钢骨混凝土节点试件的低周往复试验,并与四个相同工况的钢筋混凝土试件的承载力、裂缝和破坏情况进行了对比分析,结果表明：预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力约为普通钢筋混凝土试件的3倍,符合“强节点弱构件、强柱弱梁”的抗震设计理念,说明预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的承载能力优于普通钢筋混凝土结构,连接可靠,是实现工厂化生产、现场装配施工的可行结构形式.     

220kV离心钢管混凝土送电构架真形试验研究

介绍了２２０ｋＶ离心钢管混凝土送电构架真形试验，包括送电构架节点构造、设计荷载工况、试验方案，加载程序和试验结果。并应用虚功原理对该结构进行了力学分析，提出了设计方法。试验结果证实该结构安全储备很大，可以推广应用。     

颗粒材料双轴试验离散元数值模拟(英文)

为了得到颗粒材料的力学参数与试验条件之间的关系,选取5组粒径范围的颗粒材料,利用离散元方法生成初始试件,并数值模拟了其双轴试验,分析了不同围压对材料弹性模量和强度的影响,以及不同加载速率下材料的弹性模量、泊松比和强度的变化规律。提取了围压为10MPa与加载速率为0.03m.s-1时5组试件的应力-应变曲线,从微观角度给出了荷载作用后试件中的裂缝分布。模拟结果表明:随着围压的增大,5组试件的弹性模量和强度增大,增长趋势相对平缓,但粒径为9.50～13.20mm的试件出现较大波动;加载速率与弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力基本呈二次多项式关系,最小判定系数为0.9009,最大为0.9959;在5组试件中,随着粒径的增大,由应力-应变曲线得到的应力峰值减小。     

16M_n钢焊接接头性能及其脆断倾向

本文系根据国家任务中工作项目而进行的焊接性能试验结果整理分析研究的成果,也是64年生产的某干线61.44米焊桁梁钢桥的生产前试验研究成果之一,并在后期制造实践中予以采用.全部试验工作由唐山铁道学院、山海关桥梁厂、州铁道学院及铁道科学研究院协同完成.全部试验工作共有一千余试件,试件形式有堆焊、对接和T型接头.试验计进行了各种接头及焊接规范试件的金相试验、硬度试验、成型观察、冲击试验、静拉试验、静弯试验及裂缝试验.根据试验结果、文中着重对焊接接头组织性能及其脆断倾向进行了分析,提出了从设计和制造上保证良好焊接接头组织性能及低温脆断倾向的必要条件.可作为使用低便金钢结构设计、制造和材料选择方面参考.试件用料为保证七项要求的16M_ng料.     

列车荷载对板式无砟轨道力学性能的影响分析

为研究无砟轨道混凝土在客、货车作用下的劣化规律,基于损伤力学概念,引入损伤变量对混凝土室内循环加载进行试验研究. 首先,建立钢轨-扣件-轨道板-CA砂浆层-底座板-地基有限元实体模型,获取试件试验等效应力水平,通过列车车速确定加载频率,然后确定合理的荷载组合模拟工况;其次,应用MTS加载系统对混凝土试件进行循环加载测试,利用无损检测系统测试了不同加载次数下混凝土的动弹性模量以及抗折强度;最后,将动弹性模量和抗折强度作为损伤变量,根据测试结果得到不同应力水平、加载频率作用对轨道板材料力学性能劣化规律的影响. 试验结果表明:在客货车荷载作用下,动弹性模量的损伤程度在加载200万次时约为抗折强度的损伤程度的2倍;应力水平一定时,加载频率越小,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤程度越大,并且在10 Hz与15 Hz频率之间较明显;加载频率一定时,应力水平越大,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤越严重,应力水平为0.7的混凝土在1 000次左右的加载循环加载下发生破坏;低速的客货车荷载会加快混凝土初期损伤,较高速度的客货车荷载会加速无砟轨道结构后期损伤的发展.      

简易机场道面结构的疲劳特性试验

为了分析简易机场的合理道面结构,依托陕西西安、湖南耒阳的室内外试验段,利用直径30cm刚性承载板模拟机轮荷载圆,使用反力架、千斤顶及疲劳试验机,通过人工和机械定点重复加载模拟飞机通行,研究了薄层沥青混凝土面层 水泥稳定细粒土基(垫)层道面结构在重复荷载作用下的疲劳特性。试验结果表明:推荐道面结构早期承载能力较高,在60d龄期内,整体回弹模量为200～300MPa,弯沉小于1mm;此时道面可承受飞机荷载几万至十几万次的起降通行而不破坏,并保持良好的使用性能;推荐道面结构的疲劳特性可以满足简易机场的应急使用需求。     

拉压斜腹杆钢管桁架焊接节点试验研究

结合实际工程中钢管焊接节点的受力特点,采用有限元软件MSC.Marc建立1∶1实体有限元模型,进行静力荷载试验,研究焊接节点的受力性能及变化情况。对试件焊接节点在荷载作用下的应力分布进行有限元分析,将有限元计算的理论结果与试验结果进行比较,验证设计的正确性。试验结果表明:节点强度大于杆件,满足整体结构受力要求,有限元分析能较好地模拟试验现象,但节点区域受力较复杂,应力集中比较明显。