变截面井筒式地下连续墙竖向承载性状分析

变截面井筒式地下连续墙是在基于井筒式地下连续墙的基础上提出的一种新型的桥梁基础,其竖向承载性状的研究在国内外尚处于起步阶段。利用FLAC~(3D)模拟相同工程概况下的变截面井筒地下连续墙和井筒式地下连续墙,分析变截面地连墙基础和井筒式地连墙基础Q-S曲线、沉降特性、荷载分担比的变化规律,结果表明:变截面地连墙基础在沉降方面具有较好的性能,而且变截面地连墙内摩阻力得到有效发挥,可以有效降低群墙效应的影响。     

格构式钢板加固砖砌体墙试验

目的研究格构式钢板加固砖砌体墙的抗震性能,找到改善砌体墙抗震性能的加固方法.方法制作1片未加固墙体模型和3片格构式钢板加固墙体模型,采用拟静力试验方法,对这4片墙体进行低周往复荷载作用下的试验,分别对墙体加固前后的破坏过程、承载力、变形,延性性能、滞回曲线和刚度退化曲线进行对比分析,并对比较分析不同的加固方案,应用有限元法模拟墙体的受力形式和墙顶的荷载位移曲线.结果格构式钢板加固墙体的抗侧承载力可提高150%左右,抗震性能得到显著改善,带斜撑格构式钢板加固砌体墙的抗震性能最优越,有限元模拟结果与试验结果基本吻合.结论加固墙体的滞回环相对饱满,耗能能力明显增强,加固墙体的刚度得到很大提高,刚度退化变得缓慢,具有良好的耗能能力.格构式钢板加固方法是一种有效的加固方法.     

空腹式刚架拱桥的车辆荷载静动力试验

通过车辆荷载的静动载试验,对福州市尤溪洲闽江大桥———空腹式刚架拱新型桥在车辆荷载作用下上部结构的静动力性能进行测试,获得了空腹式刚架拱的实际结构特性.为该新型刚架拱桥的研究及通车正常运营提供了参考和依据.     

地下连续墙-桩组合基础的水平承载性能

地下连续墙-桩组合基础是将地下连续墙与桩基础结合的一种新型变刚度基础形式。从设计理念上讲,地下连续墙-桩组合基础具有较好的抵抗侧向变形的能力且兼具经济型,然而目前还缺乏从受力特性角度对该新型基础形式的受力机理进行系统的研究。基于开展的大比尺现场模型试验真实模拟新型组合基础在水平荷载下的受力,将试验和数值模拟结果对比得出基础的荷载与位移的变化规律。通过分析不同等级荷载下组合基础的变形特性,揭示基础的荷载传递规律,并对桩墙组合基础的水平承载力进行了初步近似计算。结果表明：水平荷载作用下组合基础出现整体倾斜破坏;墙身弯矩远大于桩身弯矩,桩墙弯矩随加载等级的递增而逐渐增大,且弯矩最大处位置与弯矩峰值位置不变;随埋深、荷载的增加,墙侧土压力呈现非线性变化,地连墙边侧土压力大于中间土压力,并且最大土压力出现在连续墙中下部。     

水泥土连拱抗滑墙加固软基边坡机理研究

针对传统的复合地基加固软基边坡时水泥土桩身易拉裂破坏和弯折破坏的问题,为更好地发挥水泥土高抗压强度的特点,对新型边坡加固结构水泥土连拱抗滑墙设计并实施了大比例模型试验。分析了各级荷载下软硬土层所分担的水平推力,发现水泥土连拱抗滑墙能够有效地把推力传递到下层硬土中。采用有限差分软件FLAC3D对水泥土连拱抗滑墙与水泥土搅拌桩复合地基两种边坡加固结构进行数值模拟,分析了水平应力、剪应力的分布情况及土体塑性区分布的对比,比较两者的加固效果。结果表明,在相同条件下,复合地基中的水泥土桩易发生弯折,水泥土连拱抗滑墙能够有效发挥水泥土抗压性能,避免桩身出现拉裂破坏和弯折破坏。水泥土连拱抗滑墙加固效果明显优于水泥土搅拌桩复合地基。     

FRP-混凝土复合桥面板弯曲性能有限元分析

提出了一种新型的FRP-混凝土复合桥面板.新型桥面板下部由3个GFRP箱型构件共同组成,并构成桥面板的受拉层,上部浇筑混凝土作为桥面板的受压层,这种形式的截面设计可以充分发挥两种不同材料各自的优势,并可大大增加GFRP材料构件的刚度.采用有限元技术研究了新型桥面板在荷载作用下的受弯性能,结果表明有限元分析是进行新型桥面板在荷载作用下弯曲性能研究的有效途径.     

一种新型保温夹芯剪力墙 受力性能试验研究

为研究新型保温夹芯剪力墙在格构式角钢约束下两侧混凝土的协同工作性能、承载力以及抗震性能,对三片剪力墙足尺模型进行水平低周反复荷载作用下的试验,并对剪力墙的延性、滞回性能、耗能性能进行了分析.结果表明:两侧混凝土在现有斜插筋的拉结作用下能够较好地协同工作;角钢能够对墙板有效约束;墙板在达到极限承载力后,强度、抗剪刚度下降...     

格构式钢骨-钢管混凝土构件轴压性能试验研究

以是否配置纵向加劲肋和格构式钢骨为主要变化参数,对4组共8个不同内部构造形式的钢管混凝土试件进行了轴心受压试验,对比分析了格构式钢骨-钢管混凝土构件和普通钢管混凝土构件的轴压性能.结果 表明:与普通钢管混凝土试件相比,内配纵向加劲肋试件的极限承载力提高了4.65％,内配格构式钢骨试件的极限承载力提高了10.53％,同时配置纵向加劲肋和格构式钢骨试件的极限承载力提高了21.12％.各组轴压试件的破坏形态基本一致,以整体失稳变形为主,伴随外钢管不同程度的鼓曲变形.格构式钢骨和内填混凝土在构件中形成小的"核心柱","核心柱"可延缓或抑制核心混凝土的裂缝发展,明显提高构件的承载能力和延性.利用有限元软件ABAQUS对格构式钢骨-钢管混凝土构件进行了轴心受压全过程数值模拟分析,明确了各部件的应力发展过程.提出了格构式钢骨-钢管混凝土构件的轴压承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好且总体偏于安全.     

新型装配-现浇式密柱结构体系抗震性能试验研究

为提升新型装配-现浇式密柱结构的抗震性能,通过对2榀模型在低周反复荷载作用下的试验分析,研究了其在正常使用阶段和承载极限状态时墙体各截面应力、裂缝、变形、破坏形态及延性性能.结果表明:结构在正常使用荷载作用下具有良好的延性及变形能力,抗震性能明显优于普通剪力墙;预制外壳与现浇柱联结性能良好,不会出现滑移错动;预制外壳的增加能显著提高结构承载性能,采用"最优尺寸"的截面设计能更好地发挥结构抗震能力.新型结构具有良好的整体工作性能,可以作为抗震房屋建筑的结构体系.     

不同拱轴线形下两铰拱结构的承载性能研究

不同荷载工况下拱轴线形对拱结构的内力分布及位移变形影响显著。为探究不同典型拱轴曲线的承载性能,通过对任意荷载作用下两铰拱的支反力及截面内力分析求解,推导建立了标准圆曲线拱、椭圆拱、抛物线拱及悬链线拱的拱轴方程,结合有限元分析探讨了不同拱轴线形的拱结构在全跨均布荷载与半跨均布偏载作用下拱结构的支座反力、拱轴内力和拱轴变形规律。研究结果表明：拱结构的支座反力与荷载布置方式关系密切;拱轴线形变化对拱轴轴力影响不大,但对拱轴弯矩分布影响突出;椭圆线拱轴相较抛物线拱轴的拱结构内力分布及位移变形对荷载变化的适应性低。     

格构钢管柱-网架屋盖结构体系设计与计算

近年来我国为提高混凝土搅拌站的环保能力,迫切需要对新型环保外封装配式钢结构进行研究.本文对格构钢管柱-网架屋盖进行了研究,该结构体系上部采用网架屋盖,下部结构采用格构钢管柱与混凝土墩柱组合而成,外部围护结构采用挡砂石料墙.本文主要研究了该体系的设计与计算方法,对该结构体系的组成情况以及挡砂石料墙的计算方法进行了详细的介...     

应用 Visual Basic 语言开发 GFRP 筋混凝土桥梁面板基于拱效应下的设计软件

前期研究提出的GFRP筋混凝土桥面板基于拱效应下的设计方法,其计算过程较繁琐。采用Visual Basic语言把设计方法编写成人机交互式的设计软件,可提高设计工作效率。当用户输入几何数据、材料的物理力学性能及荷载条件,软件即可自动计算面板的正常使用极限荷载和承载力极限荷载,获得GFRP筋混凝土桥面板的设计承载力。不同荷载值下的变形、裂缝宽度及拱推力大小等其他计算结果可以启动查询窗口查看。软件操作过程保持与原设计思路一致,软件界面沿用windows系统软件的风格,使软件易于理解和掌握。     

白卡纸格栅拱架承载力试验

目的研究格栅拱架的极限承载力及其破坏形态.方法笔者以竞赛用巴西白卡纸为材料,建立缩尺直墙拱结构形式的格栅拱架进行承载力试验.分别从理论计算、有限元模拟和分级静力加载试验三方面研究该形式格栅拱架的承载性能.结果静力加载的试验结果与数值模拟效果较为吻合,破坏位置与破坏形式一致,均发生在拱顶两侧支撑和拱架的横撑部位.分级加载过程中,前三级试件变形和砂土沉降变化较小,第四级加载出现严重破坏,得出承载力为2 700 N.模拟其他尺寸试件进行对比分析可得,改变直径和厚度对试件影响较小,变形量在10%以内.结论栅拱架模型极限承载力和破坏形态可为结构优化与局部加固提供参照.同时格栅拱架承载能力高,且耗材少,结构自重小,有效达到了节约资源的效果.     

新型叠合式剪力墙试验研究及抗震性能分析

在德国技术生产的钢筋混凝土叠合墙板的基础上,提出一种结构性能优良、施工快速便利、造价合理,同时又能满足环保要求的新型剪力墙结构形式。通过低周反复加载试验,得到墙板的荷载-位移滞回曲线、荷载-应变关系曲线,研究现浇剪力墙板和叠合式剪力墙板的承载能力(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、变形性能和耗能能力。试验结果分析表明:拼缝处的暗柱和水平筋起到传递剪力的作用;格构钢筋是叠合式剪力墙板的整体性形成的主要原因;与现浇剪力墙板相比,延性变差、耗能减弱,但承载能力增加。为新型叠合剪力墙结构的推广应用及其抗震设计提供有意义的理论依据。     

立体拱架结构性能的试验研究

立体拱架结构体系是在综合了索及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间结构形式.作为一种轻巧、高效的大跨度结构,立体拱架结构已经有广泛的应用.为了进一步研究该结构形式的受力性能,制作了比例为1∶20的缩尺模型,并进行试验研究.结果表明:在荷载作用下,拱脚受力最大,其余构件受力较小且处于弹性阶段;索对提高结构承载力及抵抗结构变形起到非常重要的作用.     

浅埋偏压对连拱隧道施工力学效应的影响及处治措施

浅埋偏压赋存条件是诱发连拱隧道大变形灾害的重要因素.以某浅埋偏压公路连拱隧道工程为背景,借助数值模拟方法对比研究不同开挖方案条件下偏压连拱隧道围岩、支护结构及曲中墙力学行为变化规律,并结合现场实测数据分析偏压洞口失稳灾害原因及处治措施.研究结果表明,围岩水平位移和竖向位移呈非对称分布,施工阶段埋深较大侧围岩变形受偏压荷载作用影响更为显著;不同开挖方案条件下中墙水平应力分布差异不明显,而竖向应力分布差异较大,中墙墙脚(拱脚)位置出现水平压应力集中现象;方案Ⅱ条件下隧道初期支护拱顶水平和竖向位移均约为方案I的1.40倍以上,且方案Ⅱ更易引起埋深较大侧隧道中墙墙体因遭受附加偏压荷载作用而发生压裂破坏;针对浅埋偏压洞口大变形诱发原因,给出相应的防治措施,加固处治效果显著.研究成果可为浅埋偏压隧道施工变形控制和灾害防治提供科学参考.     

不同斜撑方式对格构式异形铁塔的影响

铁塔是一种典型的主要承受风荷载的高耸结构.为了保证铁塔在正常使用状态下不发生过大的变形,必须对铁塔进行风荷载作用下的结构分析,并设计出合理的结构形式.结合风洞模型实验,利用大型有限元计算程序,分析对比了格构式铁塔的不同斜撑方式对结构变形的影响,得出交叉斜撑方式能使铁塔圆弧段的变形更小.     

中部集中空腔RC剪力墙拟静力试验与数值模拟研究

为了研究中部集中空腔RC剪力墙(空腔墙)的抗震能力,对空腔墙试件进行拟静力试验,研究中部空腔的设置对RC剪力墙结构承载性能、变形能力、耗能能力及破坏模式的影响.采用OpenSees软件中的非线性壳单元建立空腔RC剪力墙的有限元模型,对其力学性能进行数值模拟.研究结果表明:水平往复荷载作用下,空腔RC剪力墙的最终破坏模式为弯剪破坏,空腔墙试件的屈服荷载、峰值承载力和延性性能随着空腔率的增大逐渐降低.非线性壳单元可以较好地模拟空腔RC剪力墙的力学性能.在所研究的空腔率范围内,当位移角达到1/120时,空腔墙试件发生弯剪变形,且其承受的荷载尚未达到极限荷载,说明空腔墙具有较理想的抗震性能.     

柔性拱和软弱地基上的碾压混凝土拱坝

为改善软弱基础上修建碾压混凝土拱坝的结构设计 ,通过对水压和温度荷载作用下坝体的应力和位移分析 ,提出了适应软弱基础拱坝变位大但应力不恶化的“柔性拱”及简易止裂措施 ,已用于修建新疆石门子碾压混凝土拱坝。坝体设人工短缝加大拱的变位 ,可消减水压和温度作用下的拉应力集中 ;扩大拱座降低坝肩软弱岩面上的压应力和剪应力 ,拱座考虑侧约束减少拱座在水压作用下的变位 ,也增加坝肩绕渗途径     

陆地风电空心锥形基础地震响应特性分析

空心锥形钢筋混凝土基础是一种新型陆地风电基础形式。为了丰富陆地风电基础抗震性能研究并将空心锥形基础推广至实际工程中,数值模拟研究了砂土地基中质量相等的空心锥形基础和圆形基础的地震响应特性,讨论了基础尺寸、上部荷载、地震动峰值加速度和地下水埋深等因素对基础加速度和位移响应的影响。研究表明：地震作用下空心锥形基础和圆形基础顶板中心处的加速度峰值差距较小,约为5%;锥形基础的沉降量始终低于圆形基础,降幅在4%～31.8%;空心锥形基础前侧的土体变形范围大于圆形基础,而土体隆起量最大值小于圆形基础,最大减少66%,地震作用下空心锥形基础调动了更多土体抵抗荷载,具有更高的承载力。增加锥形基础的径高比(基础顶面直径与高度之比)能够有效减少基础沉降和前侧土体变形。基础上部荷载与输入地震峰值加速度增大,基础沉降量显著增大,基础前侧土体的变形范围和隆起量也随之增大。基础顶板中心处的加速度放大系数随上部荷载与地震动峰值加速度的增大而减小,随地下水位埋深增加而增大。