圆钢管混凝土短柱局压力学性能研究

进行了12个圆钢管混凝土短柱局压试验,探讨混凝土强度等级、局压面积比对钢管混凝土短柱局压极限承载力的影响.试验结果表明,混凝土强度等级提高,极限承载力增大而延性降低;局压面积比减小,则承载力越高延性越低.采用合理的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立圆钢管混凝土短柱局压的壳-实体三维有限元模型,在试验验证的基础之上,利用ABAQUS软件及相应的有限元模型探讨局压面积比、含钢率、钢材强度和混凝土强度对短柱局压极限承载力的影响.通过拟合分析提出圆钢管混凝土短柱局压极限承载力的实用计算公式,将该计算公式、有限元计算值、其他学者提出的计算公式与笔者试验及其他学者共47组圆钢管混凝土短柱局压试验资料进行对比,分析结果表明,笔者提出的公式计算结果与试验结果相比具有较高的精度.     

无粘结预应力筋极限应力研究

对竖向和水平荷载试验中１９榀ＵＰＣ框架梁中的ＵＰＳ的应力变化与极限应力进行探讨,并结合预应力混凝土结构非线性分析模型,定性定量分析了结构中ＵＰＳ极限应力的主要影响因素,如荷载形式、配箍率、综合配筋力比和跨高比,并提出ＵＰＳ极限应力计算的修正公式,更适合于ＵＰＣ框架在地震设防区的使用。     

任意平面形状筒体结构动力特性分析的改进条元法

提出了改进条元法,以分析任意平面形状筒体结构的动力特性.该方法根据柱壳理论,构造了柱壳曲线条元.此条元可退化为传统平板条元,与传统的平板条元相比较,可用于分析平面形状为曲线周边的筒体结构动力特性.此外,考虑了条元的平面外刚度,所用位移函数能反映筒体的剪力滞后效应;运用静力凝聚理论,使动力分析自由度大大减少,其总数仅为3r.研究结果表明,改进条元法具有精度高、通用性强、计算量小等优点,可作为高层建筑筒体结构抗震设计计算频率的实用方法.     

钢-混凝土组合梁的非线性杆系有限元分析

根据截面应符合平截面假定等基本假设提出了预应力钢-混凝土简支组合梁全过程工作中钢梁下翼缘应力达到0.2fsy、钢梁下翼缘初始屈服、钢梁腹板下翼缘0.3hw高度处屈服及构件正截面破坏这4个特征状态的弯矩、曲率计算公式.基于这些特征点,运用最小二乘法分析得到组合梁截面弯矩-曲率关系的解析表达式.此外,利用该解析表达式建立了组合梁的有限元分析模型,推导了组合梁的单元刚度矩阵,编制了相应的非线性全过程分析程序.该方法考虑了混凝土压碎、钢梁材料硬化对结构性能的影响,计算简单,易于在计算机上实现,计算结果与实测结果较吻合.     

钢-混凝土组合梁刚度的研究

考虑到存在于钢梁和混凝土之间的相对滑移效应使钢—混凝土组合梁变形增大,刚度降低,按现行换算截面法计算组合梁的刚度未能考虑滑移效应,导致刚度计算值偏大,用于变形验算偏于不安全,该文建立了考虑滑移效应的钢—混凝土组合梁短期和长期刚度计算公式,并建立了刚度折减系数的简单实用表达式,长期刚度公式还考虑了混凝土徐变系数和收缩的影响。根据该短期刚度计算公式得到的组合梁挠度计算值与实测结果吻合良好。该刚度公式不仅适用于完全剪力连接组合梁,而且适用于部分剪力连接组合梁。     

锈蚀栓钉力学性能试验研究

通过对人工气候环境和恒电流加速锈蚀得到的锈蚀栓钉进行拉伸试验,研究2种加速锈蚀方法对锈蚀栓钉力学性能的影响,分析比较不同锈蚀程度的栓钉各项力学性能的变化规律。研究结果表明:人工气候环境和恒电流加速锈蚀方法可有效模拟自然环境引起的栓钉锈蚀;随着栓钉锈蚀程度的增加,屈服强度和极限强度减小,塑形性能下降,弹性模量降低。在试验结果分析基础上,建立锈蚀栓钉力学性能退化模型和本构关系模型,为侵蚀环境下钢-混凝土组合结构数值仿真、耐久性评估及寿命预测提供应用参考。     

公路桥梁车辆荷载随机过程模型

以多年交通量统计数据为基础,利用灰色系统建立交通量增长的灰色GM(1,1)预测模型,进一步利用马尔科夫链对模型进行处理,得到公路交通量增长随机过程预测模型;利用贵新公路(贵州贵阳—新寨)2 a内连续的车辆总质量,将车质量分布函数与交通量预测模型相结合,得到车辆荷载随机过程模型。研究结果表明:该随机过程预测模型精度较高,车辆总质量符合双指数分布规律;由车辆荷载随机过程模型可计算出一定年限内通过桥梁的某车辆荷载总质量范围内的车辆数,从而较好地解决了桥梁疲劳分析和验算时桥梁运营期内荷载疲劳累积计算问题。     

轨道不平顺短波分量对列车-简支梁桥耦合振动的影响

轨道不平顺作为车-桥耦合振动的主要激励源,直接影响桥梁及高速列车运行的安全性和舒适性.为研究轨道不平顺中短波分量对列车-简支梁桥耦合系统动力响应的影响规律,以高速铁路32m简支箱梁为例,采用德国高速低干扰轨道不平顺谱生成轨道不平顺样本,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统空间动力学分析模型.对比分析了5种不同最短截止波长的轨道不平顺样本对耦合系统振动响应的影响规律.研究结果表明:轨道不平顺样本中1m左右的短波长分量会显著增加轮轨力、轮重减载率、脱轨系数和桥梁跨中加速度,但对桥梁跨中位移、轮轨偏移量和车辆振动加速度的影响较小;1~2m的短波长成分是引起轮重减载率超标的主要因素,减少轨道不平顺中1~2m的短波长分量可以有效提高列车行车安全性指标.