典型金属结构太阳辐射非均匀温度作用计算方法

大跨度金属结构的太阳辐射非均匀温度作用常常成为结构的控制荷载之一,但GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中并没有给出系统详细的计算方法。针对典型金属结构,基于稳态传导平衡理论,提出了太阳短波辐射体型系数和环境长波辐射体型系数概念及其计算式,建立金属结构太阳辐射非均匀温度作用的简化计算方法,通过算例分析与数值模拟结果对比,验证了所提计算方法的合理性和可靠性。     

滨海文化中心图书馆大跨连体结构温度效应研究

温度作用对大跨度空间结构影响显著,常为其控制因素。天津滨海文化中心图书馆为超大跨连体结构,主体为框架-支撑结构。采用MIDAS/Gen有限元软件对该大跨连体结构进行温度响应分析,包括结构应力分析、结构变形分析、支座反力分析以及楼板应力分析等,并且由温度单独作用递进至温度参与荷载组合进行整体结构分析。分析结果表明:温度对该大跨连体结构各项指标影响较大,在结构设计时需要考虑温度作用,在施工中需采取相应的措施对温度效应予以控制。     

基坑开挖对桩基建筑物影响的研究

在基坑工程中,随着基坑内土体开挖以及降水使基坑周围的土体产生位移,即水平位移和竖直位移。基坑工程邻近的建筑物桩基受开挖的影响而产生的附加侧向位移和弯矩,当这种附加位移、弯矩和应力达到一定数值时,会使桩基的变形超过限度甚至破坏,最终会导致桩基所承载的上部结构失稳或破坏,因此研究基坑开挖对邻近桩基建筑物的影响是十分必要的。悬臂式支护由于缺少水平支撑体系而对地面超载等因素影响特别敏感,当基坑附近有桩基建筑物时,基坑开挖势必对其造成较大影响。本文论述了悬臂式支护基坑,在开挖过程中对不同距离和不同桩长的桩基建筑物影响的规律。     

考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究

在基坑坑底隆起稳定性分析中,准确的破坏模式及滑动面是确定安全系数的基础。然而,基坑坑底隆起破坏模式种类繁多且形式各异。传统的经典基坑坑底隆起稳定分析以及规范分析方法在破坏模式及滑动面的选取上均存在差异和局限性。基于不连续布局优化法,首先研究了土体强度不均匀性对不同宽度基坑坑底隆起稳定性的影响。结果表明,软土层厚度较大且土体强度沿深度逐渐增长时,宽基坑坑底隆起滑动面并不覆盖整个坑底,即相当于软土层下部存在一硬土层,限制了滑动面向下延伸。进一步,分析了围护结构长度及抗弯强度对破坏模式及安全系数的影响,并提出以滑动面触碰围护结构来区分宽窄基坑。在宽基坑中,当围护结构嵌固深度较小时,失稳破坏滑动面并不通过桩底,此时应用绕最下道支撑的圆弧滑动模式时应适当修正滑动面半径。对于窄基坑,应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面,以考虑窄基坑的空间效应对安全系数的提高作用。     

复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

复合齿槽U型筋搭接连接装配式混凝土剪力墙由预留复合齿槽区预制墙体、暗柱及上下层墙体U型筋连接节点组成。为研究该装配式剪力墙的抗震性能,通过1个现浇和3个预制剪力墙试件的低周反复加载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度退化和钢筋应变。结果表明：所有剪力墙破坏形态均为暗柱纵筋压屈、墙体两侧底部混凝土压碎剥落的压弯破坏;采用双填料口能够保证复合齿槽后浇区混凝土的密实度,复合齿槽区形成的暗梁对墙体底部具有强化作用;剪力墙竖向分布钢筋采用U型筋在复合齿槽区搭接连接能够有效传递钢筋应力;相同轴压比条件下,预制剪力墙承载力约为现浇剪力墙的90%;预制剪力墙的极限位移角为1/72~1/51,平均位移延性系数均大于5;同一位移下,预制剪力墙的累积耗能略大于现浇剪力墙。可采用GB 50010—2010中建议公式计算复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙的压弯承载力,计算结果偏于安全。     

竖井与泄洪洞交叉处加固方案研究

竖井与泄洪洞垂直交叉处在施工过程中变形机制复杂,限制交叉处施工过程中的变形,具有较大的实际意义。本文提出一种由泄洪洞正工作面超前支护,竖井环向工字钢和竖井内框架构成的联合支护体系对交叉处的施工过程进行加固。分别对未使用联合支护体系的方案一和使用联合支护体系的方案二进行计算。通过对两种方案的结果进行比较:此种联合支护体系对于限制加固区域的位移的效果明显,而远离加固区域的加固效果逐渐减小。     

极地低温环境下混凝土断裂性能试验研究

为研究寒区和极地低温环境下混凝土结构的抗裂性能,设计了36个试件,对其进行了三点弯曲梁断裂试验,分析了20~-80 ℃温度区间内混凝土双K断裂韧度、断裂能和特征长度等关键断裂参数。结果表明：低温环境下,混凝土粗骨料和砂浆界面强度有所提高,横截面上有更多粗骨料发生断裂破坏;随着温度的降低,混凝土梁开裂荷载及峰值荷载有所提高,荷载-位移曲线斜率变大;混凝土断裂性能在低温环境下明显增强,其起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能均随温度的降低得到提高;低温环境下混凝土脆性变大,特征长度随温度的降低而减小。对低温作用下混凝土断裂能的增强规律进行定量分析,拓展CEB-FIP MC2010混凝土断裂能计算模型的适用范围。基于低温环境下立方体抗压和劈裂抗拉试验结果,分别提出了混凝土断裂能计算模型。     

不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析

随着越来越多的地铁建成并投入运营,既有地下隧道受邻近基坑施工的影响及控制成为越来越重要的问题。通过建立考虑土体小应变的有限元模型,针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外不同位置处隧道变形特点以及位移影响范围进行分析,结果表明:在围护结构最大变形相同而变形模式不同的情况下,坑外既有隧道的变形也会存在较大的差异。根据隧道拱顶拱底的竖向变形特点,可将基坑外不同位置的隧道根据其变形分为沉降区、变形过渡区及隆起区。悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小,内凸型与复合型模式影响范围基本相同,分布大于悬臂型,而踢脚型模式下范围最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外,尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式,并尽可能避免出现踢脚模式变形。     

旋转盘口式扣件桁架受力性能试验研究及有限元分析

通过对旋转盘口式扣件桁架进行足尺场地堆载试验研究,结果表明:在试验加载条件下桁架整体承载性能良好,受力及变形呈现对称性;杆件连接间隙对桁架挠度和杆件应力影响较大。基于旋转盘口式扣件桁架试验数值模型,应用有限元软件对桁架进行分析,旋转盘口式扣件桁架计算值与试验值吻合较好,建模和计算方法可行;对桁架进行施工安全分析,在分段施工过程中,桁架最大挠度和最大承载力均出现在第三阶段,且均满足要求。     

一体化运输安装船系泊状态下运动响应分析

通过MOSES软件对运输安装船建立三维模型并模拟多种抛锚方式,对系泊状态下的船体进行时域分析。研究不同海况下不同数量锚链、不同抛锚方式的运动响应。结果表明,锚链数量及抛锚方式会影响浮体运动响应;8根锚链且交叉抛锚方式是最有利的系泊布置方式,纵摇、纵荡、垂荡加速度等运动响应均优于其他抛锚方式。