浮箱式浮防波堤锚泊系统受力试验研究

通过物理模型试验研究了在规则波作用下浮箱式浮防波堤的锚链受力状况,探讨了改变浮箱式浮防波堤锚链相对拖地系数、锚链刚度系数、导链孔处倾角以及相对宽度对锚链受力产生的影响.试验结果表明改变锚链刚度系数、锚链相对拖地系数和相对宽度对于模型的锚链受力影响最为明显.从而为锚链锚泊浮式防波堤应用于工程实践提供依据.     

圆形衬砌计算中的力学相似条件及其应用

本文从目前通用的计算圆形砌的合理方法(链焊法)出发,砌根据与周围岩层共同变形及局部变形的理论,探讨了砌计算中的相似条件及其在设计计算中的应用,对现有圆形砌计算中的图算法在理论上进行了验证,并根据此相似条件,研宄了砌模型试验中所必须遵循的模似条件以及从模型试验结果来推算实际砌相应的应力及变形公式.     

松散介质中圆形整体式衬砌的静力工作

圆形地下结构砌,随着国民经济的发展,在水工隧道、国防工程、水底隧道、地下铁道以及其他工程中的使用,日益增多、伴随它的理论研究和度算方法也不断出现,但这些理论都缺乏实验的检验.作者在总结现有各种圆形砌计算方法的基础上,以实验结果为基础与现有典型理论的计算结果进行比较,试图对各种方法进行评价;同时通过实验进一步了解了结构在弹性阶段的作用特征;确定影响砌内力因素的主次.     

不同截面形式的低配筋桥墩的抗震性能分析

针对矩形截面、圆形截面和圆端形截面三种不同截面形式的铁路桥墩,采用ANSYS软件对其建立了滞回分析模型,并对这三种截面桥墩的抗震性能进行了研究,分析了不同截面形式下桥墩的位移延性系数、刚度退化和耗能能力.结果表明:三种截面形式的桥墩,圆端形截面桥墩的位移延性系数和极限位移最大,表现出较好的延性性能;桥墩最终破坏时,圆端形截面桥墩的刚度退化速率最慢,累积耗能最大.在轴压比、剪跨比、配筋率和配箍率均相同情况下,圆端形截面桥墩有较好的延性性能、刚度退化速率最慢、累积耗能最多,建议在地震区采用圆端形截面桥墩.     

碳纤维加固二次受力混凝土梁理论计算方法

为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据.按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式.采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方...     

不同洞口位置节能砌块隐形密框墙体抗震性能

为了研究节能砌块隐形密框复合墙体的破坏形态及滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等抗震性能,以门洞位置为变化参数,设计制作了6个缩尺比例为1/2的墙体试件,进行了低周往复加载试验. 首先,通过对比、总结的方法,得出了试件的破坏形态并分析了其滞回性能;其次,采用切线刚度计算方法,对比分析了各试件刚度退化规律;然后,通过图解法确定屈服位移,并利用公式计算位移延性系数,从而分析判断各试件的延性性能;最后,采用等效粘滞阻尼系数的计算方法研究试件的耗能能力. 研究结果表明:在低周往复加载下,配筋合适的开洞复合墙体往往会发生剪压破坏,其破坏过程可分为弹性、弹塑性和破坏3个阶段;墙体试件的滞回曲线形状较为饱满,能表现出开洞的墙体会有良好抗震性能;中开洞墙体其骨架曲线下降段更为平缓,比偏开洞墙体的抗震性能更好;开洞位置越接近墙体的中间部位,墙体在弹塑性阶段刚度的有利贡献就越大,其变形能力也会越强;6个试件的延性系数均大于3,满足抗震规范要求,开洞位置越接近墙体中间的试件延性越好,其等效粘滞阻尼系数也越大,其耗能性能也越好;确定了墙体在不同性能目标时的变形容许值,为设计该类墙体提供理论基础.      

故宫太和殿一层斗拱竖向加载试验

为更好地保护古建筑,对故宫太和殿一层溜金斗拱在竖向荷载作用下的受力性能进行了静力试验.基于平身科、柱头科、角科斗拱的构造特征,制作 1:2 的比例模型进行竖向加载试验,讨论了不同斗拱在荷载作用下的破坏形式、内力及变形特征,探讨了斗拱的竖向刚度计算模型.结果表明:在竖向荷载作用下,太和殿一层斗拱的坐斗及与之相交的头翘、正心瓜拱容易破坏,下层构件受力小于上层构件;斗拱极限承载力从大到小依次为柱头科、角科和平身科,斗拱变形和残余变形从大到小依次为平身科、角科和柱头科,斗拱延性从大到小依次为平身科、柱头科和角科;溜金斗拱秤杆后尾受力不大.竖向荷载作用下太和殿一层斗拱竖向刚度计算可简化为三折线模型.      

考虑混凝土粘结效应的盲眼螺栓抗拉性能研究

为了研究混凝土的粘结效应对盲眼螺栓抗拉性能的影响,采用抗拉装置,对预埋于钢管混凝土的盲眼螺栓进行了抗拉试验.首先得到各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线;其次对各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线进行比较分析,得到有无混凝土以及不同混凝土强度等级对盲眼螺栓初始刚度、强度和延性的影响;最后分析考虑混凝土粘结效应后盲眼螺栓的抗拉受力机理,并提出了改良盲眼螺栓的合理措施.研究结果表明:混凝土的粘结效应改变了盲眼螺栓的抗拉传力机理,使其整体受力从套管转移到中心螺杆,从而使其破坏模式由套管提前破坏失效转化成中心螺杆强度破坏;混凝土强度等级对盲眼螺栓刚度有显著影响,混凝土强度从C30提高至C50时,其初始刚度由15.1%提高至35.7%,其屈服后刚度也分别提高了1.27和1.64倍;盲眼螺栓的抗拉屈服强度和延性主要由套管的性质决定,抗拉极限强度则取决于中心螺杆的承载力,混凝土的强度等级对其无影响.     

地下砌体排水拱涵反力弹簧刚度研究

在设计地下砌体排水拱涵的全结构加固时,为了简化计算过程,将原拱涵结构与周围土体整体等效为反力弹簧。为了确定拱涵反力弹簧刚度参数正确性,探究影响拱涵反力弹簧刚度的因素,依托红旗渠项目的试验段,通过有限元法,分析砌体拱涵的材料强度、地基土层的承载力和泊松比,同时考虑了外侧土层与素填土层的含水率和泊松比对砌体拱涵反力弹簧刚度的影响。研究结果表明：侧墙反力弹簧系数随着原有浆砌片石侧墙砂浆强度的增加而增大;拱圈的反力弹簧系数随着原有砖砌拱圈砂浆与砖砌块强度的增强而增大;侧墙与拱圈反力弹簧系数随着地基土层承载力的提升而增大;侧墙反力弹簧系数随着地基土层、外侧土层、素填土层泊松比增大而增大;拱圈反力弹簧系数随着地基土层、外侧土层、素填土层泊松比的增大而减小;侧墙与拱圈反力弹簧系数随外侧土层、素填土层含水率的增大而减小;在对砌体拱涵进行计算时,将原砌体拱涵与周围土体等效为有限元法计算出的反力弹簧边界条件,并将计算结果与监测数据进行对比,发现有限元法计算的拱涵等效反力弹簧刚度具有较高的可靠性。     

封顶块位置对高水压通缝拼装管片结构的影响

为了探明封顶块位置对盾构隧道管片结构力学行为的影响,基于苏通GIL （gas-insulated transmission）综合管廊隧道工程,选取封顶块在拱顶和拱腰两种代表性工况,开展了高水压条件下的通缝拼装管片结构原型试验,从管片结构的变形、受力、裂纹开展情况和最终破坏状态等方面对两种工况的试验结果进行分析. 研究结果表明:不同封顶块位置对管片结构的影响总体表现为对结构整体刚度的削弱不同,其形成的刚度削弱区域抵抗指向洞外变形的能力要强于指向洞内变形的能力;封顶块位于拱腰时结构整体刚度更大,管片结构椭圆度和单点最大位移均分别减小了39.8%和38.2%;封顶块位于拱顶时结构抗弯刚度削弱明显,易出现较大的纵缝张开,而封顶块位于拱腰时管片最大纵缝张开量明显减小,仅为前者的53.3%,且连接螺栓受力减小了54.4%;封顶块位于拱腰时,管片环拱底内弧面更容易产生裂纹、开裂荷载相对更小,管片内部主筋更早进入受拉状态;封顶块位于拱顶时管片结构由于纵缝张开量较大,在较高水压的情况下破坏始于纵缝处混凝土的压剪破坏进而导致的结构失稳.      

侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题,提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙. 基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型,推导了弹性初始刚度及承载力公式,并给出弹性屈曲临界荷载计算公式;采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析,验证了理论公式的有效性;研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响. 研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高;为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲,圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求;随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大,钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长;侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小;在侧向荷载作用下,当直径大于30 mm时,侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲;侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式,即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.      

非等桩径荤素桩组合咬合桩受力计算模型研究

针对咬合桩等效成地下连续墙的理论计算模型中的不足,本研究考虑钻孔咬合桩中荤素桩之间桩径相对大小的影响及素混凝土桩的刚度折减效应,推导出修正后的等效刚度的咬合桩受力与形变理论计算模型.依托深圳市城市轨道交通12号线太子湾站主体围护结构咬合桩工程,采用Midas/GTS NX有限元软件建立了数值模拟,分析了基坑开挖全过程围...     

江南地区传统木构建筑透榫节点受力性能研究

为研究江南传统木构建筑中的主要榫卯节点透榫的结构性能及其影响因素,通过缩尺模型试验对该种榫卯节点在低周反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和转角刚度进行了分析,综合考虑节点的接触非线性和木材的材料非线性,采用ANSYS非线性有限元方法对其受力性能进行理论分析,并与试验结果进行比较分析,结果表明:该种榫卯节点的弯矩-转角滞回曲线基本上都呈Z形,具有明显的捏拢特性。该种榫卯试件均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,其最终破坏形态均为榫头根部断裂破坏,极限转角为0.11~0.14rad;ANSYS非线性有限元分析的结果和试验结果较为吻合,通过理论分析获取了该种透榫节点的平面内（竖向）转角刚度KV、平面外（水平）转角刚度KH和扭转刚度KR的相互关系,可近似归纳为2.5∶1∶1。      

圆形隧道抗震计算的近似方法

本文提出了圆形水底隧道抗震设计的近似计算方法。其基本思想是衬砌与土体的变形与它们之间的相对刚度有关。通过计算土体的位移,再采用传递系数,来计算衬砌的变形,最后求出衬砌的内力。而传递系数是Peck提出的柔度比或类似压缩比的函数。文中还简介了St.John的计算方法。并对SFBART的设计实例,按建议的方法进行计算,还将计算结果与St.John和SFBART的结果做了比较。     

基于连续介质模型的海底隧道支护结构受力特征

在含水地层中开挖隧道,地下水的存在一方面会影响隧道周边地层的力学参数,另一方面也会在围岩中产生渗流体积力,进而影响地层的应力和位移．对于埋深较浅而水压力较高的海底隧道而言,支护结构除承受围岩压力外,还要承受很高的水压力．支护结构的受力特征受隧道围岩和支护结构间接触面剪应力、隧道项板厚度、水深、围岩侧压力系数以及支护结构的厚度和刚度等因素的影响,而经典隧道支护结构内力弹塑性解假设的边界条件与实际情况相差很大．文中阐述了弹性力学应力函数法推导支护结构内力的解析解,并采用数值分析方法研究了海底隧道支护结构的受力特征．通过FLAC3D程序验算了厦门翔安海底隧道V级围岩海域段支护结构的内力,比较分析了断面形状对支护结构受力的影响．     

新型GFRP组合梁桥荷载横向分布系数参数分析

对于新型GFRP组合桥梁，通过考虑GFRP桥面板与工字型钢纵梁组合共同受力，分析了跨长、纵梁间距、主梁尺寸及横撑刚度等各参数对桥梁横向荷载分布系数的影响。通过不同工况有限元数值分析，可知纵梁间距、跨长、纵梁位置及纵梁尺寸对荷载横向分布系数有重要的影响，横撑的刚度对跨度小于20m桥梁的横向分布系数有一定的影响。此结论对新型GFRP组合梁桥横向荷载分布系数确定有重要参考价值，并为桥梁设计提供了有效依据。     

多因素影响下水工隧洞最小覆盖层厚度力学分析

综合考虑中间主应力系数n、渗流体积力pw及剪胀系数β等的影响,采用统一强度理论和D-P准则,根据应力、位移连续性条件,计算得到了圆形水工隧洞径向应力σr、环向应力σθ的解析解;推导出隧洞围岩塑性区半径r和最小覆盖层厚度h;分析了渗透系数比kd/kc、剪胀系数β、岩体强度参数c、φ及中间主应力系数n对最小覆盖层厚度h的影响.结果表明:当kd/kc≤500时,h值相对较小,当kd/kc>500时,h值趋于一定值;不考虑渗流时,h值增大约94％;c、φ值对h值影响较明显;采用统一强度理论计算,h值随着n的增大而增大,采用D-P准则计算,h值则出现波动,呈现中间主应力的区间性;采用两种理论计算的h值均随着β的增大而增大.     

刚架拱桥微弯板结构受力特性有限元模拟

为从理论上探讨刚架拱桥微弯板结构普遍存在的开裂原理及受力特性,结合钢筋混凝土非线性本构关系及强度破坏准则,采用有限元方法对其进行仿真模拟,研究了微弯板结构的开裂裂缝分布图。分析结果表明：理论裂缝分布结果与实测微弯板裂缝分布相一致,验证了本文理论分析方法的正确性：刚架拱桥横向刚度损失引起的微弯板支座条件变化、汽车荷载超重、     

CRH3车窗粘接强度试验工作车升降系统设计分析

为检测CRH3车窗粘接强度,设计了车窗粘接强度试验工作车,并借助ANSYS软件对升降系统关键部件的滚珠丝杠副进行受力分析.结果表明,滚珠丝杠副最大应力188.042MPa,小于所用材料许用应力值,满足强度要求;最大应变0.329,为弹性变形,满足刚度要求;丝杠丝母采用Gothic Arch式无间隙沟槽,刚度增强,最大接触应力12.66MPa,与理论计算值相当,接触应力沿滚道呈环形分布,满足接触强度要求;滚珠丝杠副三阶屈曲系数均大于2,试验工作车升降系统稳定性良好.     

基于刚度改变的旧桥损伤分析与研究

根据既有钢筋混凝土桥梁的受力特点及损伤程度,分析研究了纯弯构件与偏心受压构件在开裂后单元刚度变化规律及分级刚度退计算方法,并结合实桥进行了结构诊断的数值模拟和空间结构的非线形理论分析计算,结果表明在评定旧桥结构承载能力时,应按分级刚度退化非线性理论跟踪模拟其损伤过程.