江浙地区抬梁和穿斗木构体系典型榫卯节点受力性能

针对江浙地区抬梁和穿斗木构体系中馒头榫、透榫、半榫及瓜柱柱脚直榫4种典型榫卯节点,通过试验研究其在低周反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、转角刚度、延性系数及耗能能力.结果表明:馒头榫、透榫、半榫节点的滞回曲线均呈Z形,具有明显的捏拢特性,而瓜柱柱脚直榫节点的滞回曲线呈反S形,较不饱满;这4种榫卯试件均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,耗能能力随着节点转角的增加而减小;在节点耗能能力上,按从优到劣排序分别为半榫、馒头榫、透榫、瓜柱柱脚直榫.研究结果可为抬梁和穿斗木构建筑的计算分析及保护修缮提供理论基础.     

古建筑木结构拼合梁结构机制

在中国传统木构建筑中,梁架构件有梁-角背或梁-随梁枋的拼合做法,而檩条构件有檩条-随檩枋的拼合做法.基于传统木构拼合连接作法,对梁-角背或梁-随梁枋的拼合三架梁模型及拼合五架梁模型、檩条-随檩枋的拼合檩条模型进行了力学分析,推导出了常见拼合梁的极限弯矩以及销栓剪力的计算公式,并对拼合梁的极限弯矩及销栓剪力与上下梁的高度比、宽度比、销栓位置关系进行了分析,得出了一些有价值的结论.当销栓先破坏时,销栓破坏时的极限弯矩受销栓位置影响最大,高度比影响次之,宽度比影响最小;木梁破坏时的极限弯矩与销栓位置无关,受高度比和宽度比影响相差不大.当木梁先破坏时,极限弯矩受高度比影响较大,受宽度比和销栓位置影响相对较小.     

栓焊钢桥3种典型细节的疲劳损伤试验

为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载角焊缝节点和2个摩擦型高强螺栓连接节点的疲劳试验,建立了这3种典型细节基于Chaboche疲劳损伤模型的损伤演化方程:单面盖板搭接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.1970]01779;不承载角焊缝节点细节:D=1-[1-(1-(n/Nf)0.01606]0.01858;摩擦型高强螺栓连接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01147]0.02153,可用于栓焊钢桥的疲劳寿命预测.     

淮安板闸遗址受力性能的非线性有限元分析

为了解具有复杂形式和结构的淮安板闸遗址受力性能,采用FRANC 3D和ANSYS软件对淮安板闸遗址进行非线性有限元计算,研究存在初始裂缝的板闸遗址主体的受力及其周边土体的应力分布.研究结果表明:对于考虑含初始裂缝的板闸有限元模型,根据M积分法计算得到应力强度因子和J积分,并使用最大周向应力准则预测裂缝结果;在工况组合“自重+填土压力+水压力+0.75倍的设计附加堆载”作用下,淮安板闸主体结构曲率变化处的斜向裂缝,将会持续以下端开裂早于上端开裂的趋势,保持扭转撕裂的形式发展.对板闸遗址主体结构与周边土体进行参数分析,得出极限应力与板闸弹性参数、土体Drucker-Prager模型参数、板闸与土体间摩擦系数、附加荷载值之间的关系;同时,给出板闸遗址背部填土的较优Drucker-Prager模型参数区间,即粘聚力为12~20 kPa,内摩擦角为10°~20°,膨胀角/内摩擦角的比值为0~0.3,此时附加荷载增大对板闸遗址的应力提高效应较不敏感.     

南京长江大桥桥头堡填充墙加固方法比较

为研究南京长江大桥桥头堡填充墙特殊加固方法的加固效果,首先,选取桥头堡典型尺寸的非整墙加固进行有限元分析,并与整墙加固进行比较;然后,针对不同加固区高度进行参数分析,研究加固区高度对填充墙的抗震性能的影响;最后,给出不同加固区高度的非整墙加固的抗震承载力及刚度增强系数的计算公式.研究结果表明:南京长江大桥桥头堡非整墙加固相比于整墙加固虽效果有所下降,但依然有效;加固区高度基本为整墙高度的74%,其抗震承载力提高293%~335%,刚度增强系数为1.891~1.935,均大于规范值;加固墙的高宽比对加固效果也有影响,但是对刚度增强系数影响略小,而且不同高宽比加固填充墙在地震时中部裂缝的方向存在明显差异;随着加固区高度减小,填充墙面层加固效果明显降低,而且可能导致未加固区域墙首先开裂,故建议非整墙加固区域高度要超过整墙高度的74%.     

上大下小拼合木梁抗弯性能试验研究

为了研究上大下小拼合木梁受弯时的破坏形式、抗弯承载力、截面应变分布等抗弯性能,基于传统构造做法对不同材质、不同尺寸的上大下小拼合梁抗弯性能进行试验研究。基于理论公式推导,结合试验数据修正,提出杉木和松木材质的上大下小拼合木梁抗弯承载力的计算公式。研究结果表明:杉木和松木材质的上大下小拼合木梁的受弯破坏模式均为上梁底部木纤维脆性拉断。2种材质的上下拼合梁的截面应变沿梁截面高度方向的分布均符合平截面假定。为防止拼合木梁出现不可预见的早期脆性破坏,在工程设计和施工时应避免将节疤缺陷放置在木梁的受拉边。     

中国南方传统木构建筑典型榫卯节点抗震性能试验研究

对中国南方传统木构建筑典型榫卯节点的抗震性能进行了研究。其中包括：燕尾榫（含下落式燕尾榫）、半榫、十字箍头榫以及馒头榫4种典型榫卯节点,共进行了13个试件的低周反复荷载试验研究。通过试验获取这4种典型榫卯节点在水平荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线以及转角刚度.研究结果可为中国南方传统木构建筑的抗震性能研究和修缮加固提供理论基础。     

民国时期混凝土建筑中钢筋的物理力学性能

对民国时期混凝土建筑中钢筋的表面形状特征进行量测分析,并采用万能试验机对其力学性能进行测试.然后,利用火花直读光谱法和湿法化学分析法测试其化学成分,采用金相显微镜分析其金相组织,并用扫描电子显微镜进行微观形貌分析.试验结果表明,民国建筑中方钢的横肋高度能满足现行规范要求,但横肋间距、横肋之间的间隙总和以及相对肋面积均不能满足现行规范要求.民国建筑中方钢和圆钢均属低碳热轧钢类型,其屈服强度平均值分别为278.60和350.65 MPa,极限抗拉强度平均值分别为375.86和464.37 MPa,强屈比分别为1.35和1.32,断后伸长率平均值分别为32.25%和25.08%.     

典型江南传统木构建筑的 构件重要性分析方法

以江南典型宋元木构建筑(宁波保国寺大殿)和江南典型明清木构建筑(甘熙故居津逮楼)为研究对象,基于能量方法,采用改变后结构整体应变能的单位体积改变率作为构件重要性的评价指标,运用有限元软件ANSYS开发基于生死单元法和改变弹性模量法的构件重要性评价程序.通过对保国寺大殿和津逮楼的单榀框架和整体框架在竖向荷载作用下的结构构件重要性的计算分析,得到构件的重要性系数和重要性排序,并指出这两个典型构架体系的江南传统木构建筑的关键构件.结果表明:改变弹性模量法更适用于江南传统木构建筑结构构件的重要性分析.     

钢筋混凝土双曲拱桥计算模型修正方法

分别用实体单元和梁杆单元建立双曲拱桥有限元模型(FEM),对其进行静动力的分析,并将得到的挠度、固有频率、振型等与现场实测结果进行比较.结果表明:梁杆单元模型的计算结果精度要略差于实体单元模型,但计算效率大大高于实体单元模型;对梁杆单元模型进行合理的模型修正,可以使其静动力特性更加符合实际,计算结果与实测结果的误差由原先的24.6%降低至8.33%以内.研究结果可为钢筋混凝土双曲拱桥的建模方法、模型修正和科学计算提供依据.