振动沉桩过程“跳机”现象动力学特性

为了找出振动桩锤在沉桩作业过程中产生“跳机”现象的根本原因,从而采取有效措施解决“跳机”这一工程实际问题,从非线性振动力学的角度出发,建立二自由度分段非线性振动桩-土动力学模型,基于数值积分方法,采用四阶龙格-库塔法运算程序进行数值仿真,研究激振频率、地基土的刚度、激振器上下层偏心块的相位差对振动沉桩动力学特性的影响.结果表明:引起桩端与土有脱离的因素主要是激振力和地基土的刚度,激振力和地基土的刚度越大,则桩端与土脱离的程度越严重;当桩端与土没有脱离时,桩和机架的振动频率与激振频率相等,而在桩端与土有脱离时,机架的振动频率将小于激振频率,桩的振动频率也略有降低,当机架频率降低至一定范围时就会出现“跳机”现象.消除“跳机”现象的措施主要是减小激振力,可以通过适当降低激振频率、减小偏心力矩、增大激振器上下层偏心块相位差的方法实现.     

光纤微弯曲位移传感器研究

分析了光纤微弯曲位移传感器的基本工作原理,并对不同齿数条件下,有无模式去除器及模式去除器位置对传感器的输出特性进行了实验研究。实验结果表明光纤微弯曲位移传感器的输出特性与齿数、有无模式去除器及其位置有关。     

多层轻钢结构墙体的特征值屈曲分析

摘要：本文建立冷弯型钢与热轧型钢组合的多层墙体有限元模型,采用有限元ANSYS软件进行特征值屈曲分析,尝试探讨该新型组合墙体在多层轻钢结构住宅中的运用。结果表明,该新型组合墙体的承载力相比以往的冷弯薄壁型钢组合墙体提高很多,将其用于多层住宅中是很好的墙体结构。     

考虑压-弯-剪共同作用的退化桥墩抗震性能及地震易损性分析

服役中的桥梁往往处于氯离子侵蚀的恶劣环境,钢筋混凝土(RC)桥墩作为主要耗能构件,在受氯离子侵蚀后钢筋会发生锈蚀劣化,导致桥墩的抗侧向能力发生退化,进而使其抗震性能衰减.准确建立压-弯-剪共同作用(AFSI)的锈蚀RC桥墩数值模型,是实现桥梁全寿命抗震评估的前提.本文首先基于修正压力场理论(MCFT)和纤维截面模型以及锈蚀理论建立了考虑AFSI的退化桥墩模拟方法.然后,以AFSI数值模型为基础,对一座中等跨径RC桥梁的桥墩进行了全寿命周期的抗震能力分析.最后,建立了算例桥梁的有限元模型,进行地震易损性分析,并研究了剪切作用对桥墩损伤概率的影响.研究结果表明,本文提出的AFSI模拟方法可有效对锈蚀RC桥墩进行模拟;在桥梁全寿命周期内,桥墩的抗侧向能力和耗能能力发生退化;锈蚀作用提高了桥墩在地震作用下的损伤概率,不考虑剪切作用将高估桥墩的抗震性能,低估桥墩的损伤概率,该特征在强震和锈蚀程度较高的情况下越发显著.     

Σ型冷弯耐候钢构件屈曲失效模式量化识别仿真研究

【目的】为了避免在装配式钢结构建筑中应用冷弯耐候钢时，复杂截面形式和新型的材料属性对构件屈曲失效模式产生的影响。【方法】本研究利用约束有限条法对Σ型冷弯耐候钢构件的屈曲失效模式进行量化分析，通过构建不同厚度和长度的Σ型冷弯耐候钢构件在不同约束条件下的75个计算模型，对构件的屈曲失效模式特点进行研究。【结果】研究结果表明，采用冷弯成型的Σ型耐候钢构件比普通Σ型钢构件有更大的承载能力，且Σ型冷弯耐候钢构件有更好的承载能力和抗失稳能力。【结论】因此，带约束的有限条法能有效量化识别模型的屈曲失效模式，为冷弯耐候钢在装配式建筑领域的应用提供可借鉴的案例和方法。     

基于实测应变的典型热防护结构位移场实时重构

为了保证使役环境下高速飞行器结构的安全性,以高速飞行器典型热防护结构为对象,对其实时变形重构方法进行研究.将分布式光纤光栅应变测量技术与基于改进Ko位移理论的重构算法相结合,实现了基于实测应变数据的结构全场位移重构和演示.以四点弯加载工况下的典型热防护结构位移场重构为例,开展了数值仿真研究,验证了算法的精度;并进一步开展了典型热防护结构的四点弯试验,结合MATLAB程序和LabVIEW数据采集系统,实现了变载荷工况下结构底部金属板位移场的实时重构演示,并利用局部测点的实测位移验证了重构位移场的精度.试验结果表明:在非固支工况下,改进Ko位移理论能够重构出典型热防护结构全场位移,验证了基于改进Ko位移理论的重构算法在非固支工况下结构变形实时重构研究中的有效性和准确性.     

半刚性冷弯槽型钢框架抗震性能研究

为研究半刚性冷弯槽型钢框架的抗震性能,采用拟静力的方法进行低周往复加载试验,分析高强螺栓连接的半刚性冷弯槽型钢框架在低周循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化规律等.并采用ABAQUS软件进行数值计算,与试验数据进行对比分析,同时考察轴压比对于构件滞回性能的影响.结果表明,轴压比为0.1至0.3时,半刚性钢框架的滞回性能较好,其顶底角钢、腹板角钢、柱脚、梁端先后发生屈服,最后因侧移过大导致柱脚发生撕裂而产生失稳破坏.半刚性节点降低抗侧移刚度的同时,使框架梁和框架柱具有较好的延性和耗能能力,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能.有限元分析结果与试验结果吻合良好,可为钢结构抗震设计提供一定理论依据.     

加劲对冷弯薄壁卷边槽钢局部和畸变耦合屈曲作用

为了研究加劲形式和尺寸对冷弯薄壁卷边槽钢局部和畸变耦合屈曲的作用,采用无劲截面、腹板加劲、翼缘加劲、腹板和翼缘均加劲4种截面形式的冷弯薄壁卷边槽钢柱,开展轴心受压试验研究.结果表明:相对于无加劲试件,加劲后试件的屈曲荷载均有所提升,其中腹板加劲及腹板和翼缘均加劲后抗局部屈曲效果明显,压杆的失效形式从局部屈曲向局部和畸变耦合屈曲以及畸变屈曲模式转变.进一步采用有限元方法分析了加劲尺寸对屈曲性能的影响.计算结果表明,腹板加劲深度与翼缘宽度之比约为0.12,加劲宽度与腹板高度之比约为0.2时,薄壁卷边槽钢的屈曲承载力提升幅度最大,且主要发生畸变屈曲.     

公路工程回弹弯沉检测方法研究

弯沉是公路建设质量控制过程中一个十分重要的指标,当前多采用回弹弯沉值来反映路基路面的承载力情况,回弹弯沉值越小,则承载力越大。贝克曼梁是最常见的一种静力弯沉检测设备,也是通过载重汽车分级加载路面,由百分表获取路面回弹弯沉的一种检测方法。其突出特点为操作简单、效率高、方法简单和精度好。为此,本文在全面分析回弹弯沉检测影响因素的基础上,阐述了贝克曼梁法的技术原理,并通过具体工程案例,分析了贝克曼梁法在公路工程回弹弯沉检测中的应用要点。