细骨料品种对外掺MgO砂浆膨胀性能的影响研究

 为了阐明骨料岩性对MgO混凝土膨胀特性的影响规律及作用机理,研究了20,38,60℃水养护温度下不同骨料砂浆的膨胀率,并结合能谱、元素聚类及相分布等微观测试手段深入分析了水泥基体区与细骨料界面过渡区的微结构及元素富集特性。研究结果表明：养护温度从20℃提高至60℃时,砂浆膨胀率增大,且天然砂与辉石闪长岩砂浆的膨胀率最高,其次为灰岩砂浆,玄武岩砂浆最小。38℃水养条件下,辉石闪长岩砂浆和玄武岩砂浆界面区的Ca,Mg元素富集程度高于灰岩与天然砂砂浆,天然砂较高的表面孔隙率和表面含水率有助于吸引更多的MgO迁移至界面区,快速水化形成晶粒尺寸较大、结构较疏松的“外部膨胀水化产物”水镁石;骨料颗粒通过影响界面过渡区的元素富集特性、水化物相类型和形态来影响MgO砂浆的膨胀特性,含有细粉的人工细骨料可以通过改变外掺MgO水泥水化程度和MgO含量来改变MgO砂浆的特性。     

A new method for fatigue study of reinforced concrete structures based on piezomagnetism

综述了传统疲劳研究方法及其存在问题，介绍了基于压磁效应的疲劳研究方法及其优势，并将其应用于钢筋混凝土的疲劳研究中，提出了一种新型的钢筋混凝土疲劳研究方法。该方法通过建立适用于钢筋和钢筋混凝土界面的力-磁关系模型，记录分析钢筋混凝土构件疲劳的压磁场演变过程和疲劳失效机理，建立疲劳失效准则从而预测疲劳寿命。最后，通过试验证明了疲劳压磁方法应用于钢筋混凝土疲劳研究的有效性和优势：压磁信号对疲劳反应敏感，其滞回曲线可以反映出更多的疲劳信息；且磁力仪探头布置在混凝土梁表面附近，可作为无损检测或监测的手段，也可跟踪钢筋混凝土梁的疲劳损伤状态，为判断钢筋混凝土梁的健康状态提供更为直观的依据。     

节理峰前剪切刚度软化模型及其影响因素分析

节理峰前剪切应力-位移曲线是研究节理剪切行为的重要内容。然而目前对于节理峰前剪切行为大多以线性描述,不能较好的描述非线性的特点。对于非线性的描述也仅仅是唯象描述剪切应力-位移曲线,未能反映影响模型的参数物理意义及影响因素。以峰前节理刚度软化行为为出发点,采用归一化的思想将节理剪切刚度与位移无量纲化,用双曲线函数表示出剪切刚度与位移之间的关系。提出了考虑刚度软化的峰前剪切本构关系,通过与试验结果对比验证了本构关系的合理性。影响该模型最重要的两个因素是初始剪切刚度与峰值剪切位移。以Greenwood和Williamson模型为基础在细观上探讨了初始剪切刚度的影响因素;抓住法向应力与节理粗糙度主要因素,探讨了影响峰值剪切位移的影响因素。对模型参数的研究有助于进一步阐明节理峰前剪切机理。     

填充墙和现浇板对钢筋混凝土框架结构整体超强的影响研究

为充分实现框架结构的“强柱弱梁”耗能机制，需要考虑填充墙、现浇T形截面梁及其翼缘现浇板内与梁肋平行配置的钢筋对结构整体超强系数的影响。考虑抗震设防烈度、结构层数等因素，严格按我国抗震规范设计了15个典型钢筋混凝土框架结构，对结构进行Pushover 分析，得到了各种结构在非弹性阶段由于内力重分布而形成的超强性能。结果表明：结构设计考虑填充墙、现浇楼板的影响，会提高结构的整体超强能力，结构整体超强系数均随着抗震设防烈度的增高而减小，且先随结构层数的增大而减小，结构层数大于8层后，又随结构的层数的增大而增大。可以保守地认为，分别按抗震设防烈度6，7，8度设计的结构，同时考虑填充墙和现浇板影响时，结构整体超强系数分别至少要达到5.0，3.0，2.0。     

不同弹塑性分析软件在超限高层建筑抗震性能分析中的联合应用研究

基于性能的设计方法很难将结构整体与局部关键构件的性能用一种结构分析软件全面把握，联合使用目前成熟的动力弹塑性分析软件PERFORM-3D和ABAQUS，可以利用各自特点对结构的抗震性能进行全面评价。以某超限高层结构为例，首先建立该结构在大震作用下所需达到的抗震性能目标，在PERFORM-3D软件中对整体结构在不同水准下的性能目标直接进行定义，使用ABAQUS软件对关键构件的钢骨、钢筋等局部应力状态进行分析。通过对结构构件性能水准的整体判定和关键构件的局部分析，全面评价了该超限高层结构的抗震性能，从而确定其是否达到预期的抗震性能目标。结果表明，两种软件的联合应用既可以反映结构的整体抗震承载力及抗侧刚度，又能够很好地把握结构关键构件的局部应力状态，可以更为全面且可靠地反映结构的抗震性能。     

深圳证券交易所营运中心抬升裙楼施工阶段应力监测与分析

深圳证券交易所营运中心的抬升裙楼采用超长巨型悬挑钢桁架结构体系,具有悬挑跨度大、受力复杂、临时支撑卸载难度大的特点。采用自主研发的基于有线应变数据采集与无线信号传输的应变监测系统,在施工阶段,尤其是在卸载过程中,对抬升裙楼关键构件进行实时应力监测。通过长期应变监测数据统计分析、双轴对称测点应力对比分析以及焊接对结构局部应力增量影响试验研究,对施工中的抬升裙楼进行实时安全评估。结果表明：卸载过程中裙楼结构受力稳步转换;龙骨焊接施工产生的焊接残余应力对焊接区域附近的结构局部应力增量有显著影响。     

结构可靠度分析中作用的随机过程组合方法

结构可靠度分析应以直接描述作用随机变化的概率模型和随机过程组合方法为基础,但在目前的作用概率组合中,对由频遇值、准永久值参与组合的可变作用实际采用的是以最大值表达的随机变量组合方法,这将导致不合理的分析结果。依据可变作用的等时段平稳二项矩形波过程概率模型,确定与频遇值、准永久值超越比率对应的时段样本,提出可变作用频遇序位值和准永久序位值的概念,据此建立以作用序位值表达的随机过程组合方法和可靠度分析模型。该方法以随机过程理论为基础,具有明确、合理的工程概念,可准确反映作用组合的基本思想,得到合理的可靠度分析结果,从根本上克服了目前随机变量组合方法的缺陷。     

单向张拉膜结构气弹模型试验研究

在均匀流场中进行开敞式单向张拉膜结构气弹模型风洞试验,研究膜结构的流固耦合机理。研究表明：膜的气弹失稳主要由涡激共振引起,膜结构在风荷载作用下变形到平衡位置并围绕该平衡位置进行振动,特定风速下,流体流经平衡位置会产生旋涡。低风速下,膜以一阶模态为主振动,流场中没有任何旋涡;超过一定风速后,振动中出现了某高阶模态的响应,流场中也出现了与该阶模态主频接近的旋涡;随着风速的增大,旋涡的主频与该阶模态频率的差别越来越小进而变化到相等,后又变化到差别越来越大,导致该阶模态的共振响应越来越弱直至消失;随着风速的继续增大,旋涡的频率会与膜的其他阶模态基频接近,导致结构发生其他阶模态的涡激共振。这种涡激共振是一种周期性振荡式失稳,结构的无量纲第一临界风速约为0.84,第二临界风速约为2.27。     

钢板-混凝土组合板受弯性能试验研究

以钢板代替受力钢筋,通过栓钉将外侧钢板与内部混凝土板相连,二者共同作用形成钢板-混凝土组合板。根据钢板布置形式的不同,可将钢板-混凝土组合板分为单面钢板-混凝土组合板（SSC）和双面钢板-混凝土组合板（DSC）。通过对4个SSC试件和3个DSC试件的受弯试验研究,分析了不同钢板厚度、抗剪连接程度以及构造钢筋配置对组合板受弯性能和破坏形态的影响。试验结果表明,按完全抗剪连接设计的试件破坏形态与适筋梁相似,具有良好的受弯承载能力和延性;当受拉区钢板采用部分抗剪连接设计时,剪跨区栓钉易剪断导致承载力明显降低;当受压区钢板采用部分抗剪连接设计时,顶层钢板易发生局部屈曲,导致试件承载力和延性有所降低。基于试验结果,给出了钢板-混凝土组合板的受弯承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

大跨度装配整体式钢-混凝土组合空腹楼板受力性能试验研究

长沙市某多层大跨度工业厂房采用装配整体式钢-混凝土组合空腹楼盖结构,为评价该结构体系的安全状况,采用缩尺模型试验和有限元分析相结合的方法对30m×30m楼盖结构进行了动力特性和力学性能研究。结果表明：组合空腹楼盖下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土肋板处于压-弯的受力状态,从支座到跨中,其轴力逐渐增大而弯矩逐渐减小,应力分布比较均匀;剪力键主要承受弯矩和剪力,从支座到跨中,其弯矩和剪力逐渐减小。在竖向荷载作用下,楼板以弯曲变形为主,试验最大挠度为16.63 mm,为跨度的1/361。结构前8阶振型均为竖向振动,振动规律类似于实体平板,基本频率的理论计算值与实测值分别为3.3 Hz和3.0 Hz。对比试验数据与有限元分析结果二者吻合较好,验证了理论分析与原型结构设计的正确性。