设备-高层结构-地基土体系交互计算方法

提出了模拟设备-高层结构-地基土体系振动台实时子结构试验的数值交互计算方法,并且结合地基土在强震作用下并非全部进入非线性的特点,认为可尝试将具有局部非线性特点的地基土模型作为数值子结构、设备-高层结构体系作为试验子结构,从而在振动台实时子结构试验中考虑地基土非线性特性影响。采用分支模态子结构法与线性-非线性混合约束模态子结构法推导了设备-高层结构-局部非线性地基土体系的运动方程。选用一幢13层钢框架设备-高层结构-地基土体系模型作为分析实例,采用MATLAB与ANSYS分别建立设备-高层结构体系与局部非线性地基土计算模型,两者之间进行数值交互计算,发现土-结构相互作用与设备的频率变化对设备与结构的地震反应有重要的影响。     

大型复杂结构-桩-土振动台模型试验土箱设计

以基于天津站交通枢纽的大型复杂结构-桩-土振动台试验为背景,详细介绍土箱设计特别是其边界设计,通过试验数据并结合模型模态分析对边界效应进行定量分析,检验土箱边界实际效果并为边界的进一步改进提供事实依据.研究结果表明:在土箱底部,通过设置分割条嵌入模型土中做成的摩擦边界的效果较好;在土箱垂直于地震动两侧壁上,聚苯乙烯泡沫塑料做成的柔性边界对Taft波和人工波加载的效果比较好,而对天津波加载效果略差;在土箱平行于地震动两侧壁上,通过侧壁内表面贴聚氯乙烯薄膜并涂抹润滑油做成的滑动边界起到一定的效果,但偏差较大.对模型土的模态分析表明:通过提高模型土域的宽高比以及适当减小柔性边界的弹性模量都可以明显减小柔性边界对模型土的影响.土箱设计总体效果较为理想,边界设计及分析可为类似土-结构相互作用振动台试验提供借鉴.     

不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体抗震性能有限元分析

在对不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体试验研究的基础上,利用ADINA有限元软件建立不同间距灌芯形式组合墙体的三维有限元模型,结合试验结果验证有限元计算模型的合理性,分析组合墙体的变形破坏特征和抗震性能.通过对组合墙体的数值模拟计算,讨论混凝土灌芯情况和墙体高宽比对组合墙体承载力的影响,结果表明:增加钢筋混凝土芯柱的数目可以有效加强组合墙体的抗侧承载力,组合墙体的破坏模式由弯剪破坏向剪切破坏转变;随着高宽比的增大,组合墙体的开裂荷载和极限承载力降低.     

液体—结构—桩基—土体系相互作用动力分析

将工程中常用的密集桩基体系模拟为正交各向异性弹性体,采用样条函数表征桩基和土的位移,不但满足圆柱体柱坐标的极点条件,且待定系数少、边界条件容易处理,用自编专用程序SXJG在微机上对支承在桩基上的储液罐这一液体-结构-桩基-土体系进行了动力分析,得到了一些规律性的结果。     

三维圆柱体的极点条件及其样条函数解法

指出柱坐标下三维圆柱体承受任何荷载时的位移函数应满足4个“极点条件”。在此基础上建立了三维圆柱体的样条有限层解法。给出了包括圆形厚板在内的分析算例。     

混凝土灌芯纤维石膏板组合墙体的恢复力试验

对2片混凝土灌芯纤维石膏板进行水平往复荷载作用下的恢复力试验，初步探讨这种抗侧力构件的破坏特征、变形能力和延性等受力特性．试验结果表明，混凝土灌芯纤维石膏板受力时作为一个整体共同工作，结构通过纤维石膏板的开裂耗散能量，提高了结构的抗震性能，使结构具有较好的延性．借助ADINA软件建立实体模型分别对混凝土芯柱和纤维石膏板以及组合墙体进行数值模拟，有限元计算结果和试验吻合较好，有限元模型正确合理，可以较真实地模拟结构的受力性能．     

天津地铁盾构施工对邻近工程设施影响的动态模拟

为研究盾构掘进施工对周围土体及邻近工程设施的影响，在现场实测天津地铁1号线盾构试验段数据的基础上，采用有限元程序ABAQUS对盾构掘进过程进行了动态模拟，计算结果与实测值吻合良好，进一步分析了盾构掘进对邻近建筑物、地下管线和桩基础等工程设施带来的影响，得到了沉降槽曲线与影响临近工程设施的具体数值，计算结果表明，工程设施离隧道越近，受到盾构掘进的影响越大，当距离3倍洞径以外时影响已经很小，距离大于4倍洞径时，影响可以忽略不计。     

水泥搅拌桩有限元-无穷元耦合分析

通过轴对称有限元－无穷元耦合分析,研究了水泥搅拌桩单桩,基础－单桩以及基础砂垫层－单桩的荷载传递规律,分析结果表明,就沿桩身向下传递荷载的能力来说,水泥搅拌桩存在临界桩长,随桩土模量比的提高,有效桩长增大,在桩身上部桩土之间可以产生相对滑移,产生相对滑移的深度与桩土模量比有关,砂垫层虽然增大桩间土分担比,但同时也降低了桩顶反力,不必考虑常规厚度的砂垫层可能带来的负摩阻力。     

高层复合墙板结构体系地震反应分析

为把混凝土灌芯纤维增强石膏板应用到高层结构中，选定了墙板厚度类型，并采用材料力学的方法把其简化为正交各项异性板，获得其等效弹性常数，引用Hill屈服准则来建立其本构关系．采用振型分解反应谱法和时程分析法对基于此板型的复合墙板结构体系的高层结构进行弹性和弹塑性分析，计算表明此结构具有足够的刚度和抗侧移能力．并将复合墙板结构与钢筋混凝土剪力墙结构的动力反应特性进行了比较，结果表明复合墙板结构具有优于钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能．     

冷弯厚壁型钢钢管冷作硬化效应

通过对冷弯厚壁钢管上截取的平板板材、弯角板材、母材和相应方、矩形截面短柱的试验研究,得到短柱全截面屈服强度相对于母材强度的提高值．运用国内外相关规范的计算公式对短柱屈服强度实测值进行对比分析,表明这些公式都不宜直接用于我国冷弯厚壁型钢的屈服强度计算．根据试验结果,在《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）基础上,提出适用于冷弯厚壁型钢的计算公式,将修正公式计算结果与试验实测数据对比,证实了该公式有效．