轴心受压钢构件板件宽厚比限值的分析

随着单层钢结构厂房在铁路生产房屋中的广泛应用,多数钢结构厂房柱应力水平低的现象越来越突出,造成单层钢结构厂房结构设计的经济性较差。其原因是现行《钢结构设计规范》(GB50017—2005)中受压钢构件板件的宽厚比限值与其应力水平无关,按此设计的厂房柱截面多偏大而过于保守。对轴心受压钢构件板件宽厚比限值的推导过程加以重新审视,引入应力相关折减系数,按照修正的等稳定性原则,统一分析轴心受压构件的板件宽厚比限值,并通过数据拟合,提出更加合理实用的限值公式。新的限值公式与板件的应力水平相关,与理论计算结果吻合较好。     

全长粘结岩锚抗拔受力特性

根据锚杆与锚固浆之间界面耦合机理,分析了岩锚抗拔状态下界面剪应力的分布特征。基于变形协调得出小荷载情况下界面剪应力随离锚固受力点距离的增大成指数衰减,并随荷载增加,界面出现4个变形段,分离段和残余变形段随着塑性区开展产生非耦应力向远端传递。耦合区界面剪应力分布与小荷载情况不同,其相关模量参数可采用综合折减系数表示。同时,提出了单孔多锚杆受力剪应力衰减模型,并通过试验证示了现场锚杆在荷载逐级加大时,剪应力峰值强度的变化规律。     

基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)改善淤泥质土强度

采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)对淤泥质土进行处理,用于提高淤泥质土的强度。以武汉东湖淤泥为研究对象,对MICP改性淤泥质土进行快剪试验与固结快剪试验。试验结果表明:MICP改性淤泥质土能增大淤泥质土的内摩擦角,对其黏聚力改变较小;MICP改性淤泥质土,胶结液浓度在1mol/L时对土体内摩擦角提高效果最好,快剪试验中MICP改性淤泥质土的内摩擦角从素土的8.54°提升至23.18°,提升了171.4%;固结快剪试验中MICP改性淤泥质土的摩擦角从15.96°提升至25.36°,提升了58.9%;MICP改性淤泥质土,生成碳酸盐沉积把土体小颗粒胶结成大颗粒,提高了土体大颗粒的质量分数。     

卢浦大桥系梁设计

上海卢浦大桥为主跨550m的拱梁组合体系中承式系杆拱桥,系梁采用正交异性板全焊接钢箱梁结构。该文着重介绍计算各截面应力时,考虑剪力滞后效应。根据各截面受力特性,按英国规范BS5400计算出各截面的有效分布宽度,得出相应的各阶段应力。同时介绍了大立柱顶特殊节段的设计构造。     

利用非结构件提高车体刚度

介绍了有效运用和强化灯具座、门箱内柱等非结构件提高车体刚度的方法。给出了利用车体载荷试验和车辆试验台激振试验进行车体刚度评价的结果。     

基于ANSYS的钢筋混凝土构件裂缝宽度计算方法

以大型通用有限元计算软件ANSYS为平台,建立了荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的一种计算方法。采用ANSYS中的Solid 65单元模拟混凝土,Link 8单元模拟钢筋,三维非线性弹簧单元Combine 39模拟钢筋-混凝土界面的粘结滑移关系,将Houde提出的钢筋-混凝土间的粘结滑移本构模型引入ANSYS中以确定Combine 39弹簧单元的荷载-位移关系式。此外,在现有混凝土裂缝宽度计算方法的基础上,推导出适用于有限元分析的裂缝宽度计算公式,并应用ANSYS软件提供的二次开发工具——参数化编程语言(APDL)编制程序,在ANSYS后处理中实现混凝土构件裂缝宽度的计算功能。算例分析表明,与现有方法相比,该方法能更准确地计算各级荷载作用下钢筋混凝土构件的裂缝宽度。     

考虑剪力滞效应的合理成桥状态的荷载检验

以某顶推施工独塔钢箱梁斜拉桥为背景,通过不同方法对比确定合理成桥状态。在此基础上,应用ANSYS软件,考虑扁平钢箱梁的剪力滞效应,对斜拉桥的成桥状态进行荷载检验,确认桥梁营运期的安全可靠。     

基于性能演变的水性环氧沥青开普封层施工方法优化

为进一步提升水性环氧沥青开普封层使用品质，针对水性环氧沥青开普封层施工现存问题，借助有机玻璃界面状态图像观测与层间剪切试验，研究了不同固化状态下碎石封层黏结性能，提出了水性环氧沥青碎石封层两阶段分步式压实方法；系统分析了微表处摊铺时机对碎石封层沥青-碎石黏附与层间黏结性能的影响程度，探究了微表处开放交通时间与交通荷载对开普封层结构强度与表面功能的影响规律，确定了水性环氧沥青微表处最佳摊铺时机与开放交通条件；最终优化了水性环氧沥青开普封层施工方法，推荐了最佳施工参数与时机。结果表明：有机玻璃界面状态图像观测方法可快速、准确评价水性环氧沥青碎石封层的黏结防水状态，其结果与宏观试验一致。两阶段分步式压实方法能够有效提高水性环氧沥青开普封层层间黏结性能，增幅达14.29%以上，具体流程为：碎石封层摊铺后，立即采用前期轻微压实工艺进行碾压1次，待碎石封层养生至表干与实干之间时，采用后期标准压实工艺再碾压1次。基于碎石封层性能演变规律，可得微表处最佳摊铺时机为：碎石封层处于表干与实干状态之间。基于开普封层性能演变规律及交通荷载影响，可得最佳开放交通条件为：微表处摊铺后常温（25℃）持续养生1~1.5 h，适度开放交通，约2 h后完全开放。研究结果可为水性环氧沥青开普封层品质管控提供科学依据与理论支持。     

考虑节理粗糙度的锚固节理岩体剪切试验

为研究粗糙度对锚固节理岩体剪切特性及锚杆抗剪作用的影响，提出了基于Synfrac软件与3D雕刻技术的岩石节理面三维重构方法，开展了不同节理粗糙度系数（JRC值）和不同法向应力下的锚固节理岩体剪切试验，研究了节理面剪胀效应对锚杆轴力、变形与破坏模式的影响，并在静力分析的基础上提出了考虑节理剪胀的锚杆抗力公式。试验结果表明：随着JRC值的增加，节理的剪胀效应使锚杆的轴向变形增大，从而使锚杆发挥出更大的轴力，提高了锚杆对节理面的剪切强度贡献（锚杆抗力）；锚杆轴力增大的同时使锚杆从拉剪破坏模式转变为拉弯破坏模式。根据试验结果，在静力分析的基础上，引入了巴顿公式中的剪胀角，提出了考虑JRC值和法向应力的锚杆抗力公式，公式预测结果与试验结果吻合良好，平均相对误差为7.6%。     

钢管桩中剪力键分配系数的数值模拟

在深海工程中,一般采用剪力键连接钢管桩与码头上部结构,这一连接机制与剪力键的厚度、宽度、各键间距等因素有关,尤其是在多对键的情况下,各键间距是影响其受力机制非常重要的因素。目前,我国相关规范还未有系统的定论。采用ABAQUS软件,建立1/4段三维钢管桩轴向受力模型,并通过Gebman试验进行验证。结果表明:2对键的受力敏感区域为75～200 mm,3对键的敏感区间为100～150 mm;随着键数增加,敏感区间将受到压缩。