大跨铝合金自由曲面网壳设计研究

G60拉斐尔科创云廊屋盖的一期工程尺寸为736m×126m,为超长大跨铝合金自由曲面网壳结构。屋盖通过钢结构树状柱支撑于11栋高层建筑屋顶。阐述结构设计过程中关键指标的设计以及荷载取值的原则，通过应变能最小的原则开展屋盖结构找形的研究，介绍屋盖结构中支撑体系设计和网格布置的考虑因素，进一步说明结构分析的关键计算结果。重点介绍本项目的铝合金板式节点性能研究，开展两组板式节点足尺轴压试验，并与有限元模拟对比分析，结果验证了有限元建模的有效性，并为结构设计的安全性和构造的合理性提供数据支撑。同时进行了3组试件抗剪加强节点试验，对比分析3种不同类型板式节点的受力特性和破坏现象。结果表明抗剪键具有良好工作性能。     

罗马柱式预应力混凝土桩的抗弯性能研究

通过对传统管桩截面进行凹面化处理，设计了罗马柱式预应力混凝土桩（罗马桩），并采用理论计算、试验验证和数值模拟相结合的方式，探究了罗马桩的抗弯性能。结果表明：同等条件下，罗马桩截面周长更长，可增加桩身与土体的接触面积；利用结构等效法可简化罗马桩截面参数的计算；罗马桩的抗弯性能与传统管桩相当。     

无屈曲波纹钢板墙抗震性能与设计理论

提出了一种承载-消能双功能构件,即无屈曲波纹钢板墙。该构件通过利用波纹钢板自身较大的面外刚度,避免过早发生面外屈曲,以保证其在屈曲前可充分屈服消能。首先,通过波型参数分析,包括板厚、波高、波折角度等,得到了保证波纹墙在1/50层间位移角下不发生屈曲的最优波型,并针对波纹钢板的高厚比、宽厚比以及高宽比等进行了参数分析,分析结果表明,波纹钢板高厚比和宽厚比是影响波纹墙抗震性能的主要因素,对于波型7和波型10,当波纹钢板高厚比、宽厚比分别不大于临界值177、226时,在1/50层间位移角下不会发生面外屈曲。然后基于最优波型,提出了无屈曲波纹钢板墙的设计理论,得到了屈服承载力、极限承载力和初始抗侧刚度等理论计算公式,并利用2种最优波型共4个试件对设计理论和最优波型进行了试验验证。结果表明,高厚比(宽厚比)大于临界值的试件,在层间位移角1/50下发生了面外屈曲,而小于临界值的试件未屈曲,且滞回曲线饱满,承载力、刚度与理论值吻合较好。最后,提出了混合强化法则参数确定的简化计算方法,并利用得到的参数进行了试验数值模拟,以及参数分析了不同钢材对波纹钢板墙抗震性能的影响,分析表明,应优先采用伸长率大、屈服强度低的钢材。     

叠合板式剪力墙在低周循环往复荷载作用下的弹塑性分析

针对叠合板式剪力墙结构,采用非线性动力推覆理论分析研究。并利用试验数据和非线性有限元软件ABAQUS对其进行低周循环往复荷载来模拟地震作用,分析研究结构的抗震性能。特别是弹塑性阶段的耗能能力,以及叠合板式剪力墙的预制板和内部现浇部分的混凝土破坏形态的探讨。比较两者在弹塑性阶段的承载力、延性以及耗能能力的大小。进一步分析叠合板式剪力墙的受力形态以及预制板和现浇部分破坏形态的差异,预测结构的抗震能力和可靠性,探索新型结构抗震性能行为,阐明结构多道抗震设防机制,解释结构破坏规律。     

竖波钢板组合剪力墙等效塑性铰长度研究

竖波钢板组合剪力墙因内嵌波形钢板的几何形状优势，表现出良好的抗震性能。在基于性能的抗震设计要求下，竖波钢板组合剪力墙等效塑性铰长度的确定对合理评估其塑性变形能力至关重要，但国内外已有公式均难以体现其复杂的组合作用，有待提出针对性的简化计算式。基于课题组前期试验成果，通过对竖波钢板组合剪力墙试验破坏现象和受力机理的分析，采用OpenSEES软件，建立有限元模型。扩展研究波形钢板几何参数、约束边缘H型钢柱、分布钢筋配置、混凝土强度、设计轴压比以及剪力墙高宽比等参数对等效塑性铰长度的影响规律，发现使用波形钢板含钢率可以更有效地反映波形钢板几何参数对等效塑性铰长度的影响，而混凝土强度和分布钢筋配箍率与等效塑性铰长度呈负相关。通过理论分析和推导提出多参数控制的竖波钢板组合剪力墙等效塑性铰长度简化计算式，该式适合于估算竖波钢板组合剪力墙的塑性变形能力，可以用于该类剪力墙的弹塑性分析。     

压力式比例混合器的结构特性研究

为了对比不同压力式比例混合器结构特性对泡沫比例混合性能的影响,对孔板式、文丘里式及阻水器式三种不同结构的压力式比例混合器工作原理、结构特点及性能进行了研究,对比了三种结构压力式比例混合器的结构差异和优缺点,并利用相同的限定结构条件及试验条件对三种比例混合器进行混合比、压力损失的试验验证和数据分析,明确不同结构特性压力式比例混合器的性能特点,为设计生产和实际使用提供参考。     

斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构传力机理及疲劳可靠性研究

针对锚拉板式索梁锚固结构部分区域应力集中严重,疲劳性能不明确等问题,对湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构分别进行了足尺比例静载和疲劳模型试验,研究了其结构特点、制造工艺、应力集中程度、塑性区大小和分布、关键构造细节的疲劳性能等。通过有限元计算,对影响结构性能的一些重要参数进行了分析。研究结果表明,该结构部分区域存在一定程度的应力集中,在1.7倍设计荷载作用下个别区域出现了屈服,经循环加载疲劳试验结构关键部位未发现疲劳裂纹,结构的静承载力和疲劳性能均能满足设计要求,并具有一定的安全储备。研究结果为类似结构的设计提供了可靠的参考数据,并对结构参数优化、改善结构受力性能等具有一定的指导意义。     

基于屈服线理论的内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算

针对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算的方法,探讨并分析了CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》设计规定与日本Koji Morita提出的两种基于屈服线理论计算方法的特点,并将轴压作用分别引入到3种计算方法中,得到相应考虑轴压作用的改进后计算方法。为比较上述各计算方法梁柱翼缘宽度比适用范围,对梁柱翼缘宽度比进行参数分析,并利用已有试验数据进行对比。为说明轴压作用对计算精度与安全性的影响,对改进前后计算方法的计算结果与已有试验数据进行对比。对比分析结果表明:改进的采用联合屈服机制的计算方法适用于任意梁柱翼缘宽度比情况,具有计算精度高、计算偏于安全的优点,且计算方便,宜于设计应用。     

平面冲击载荷下不同形式含柱壳结构的防护性能

以防护工程中新型分配层的设计为背景,对含单层和两层柱壳的混凝土结构中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析,经过大量的计算发现,柱壳的纵向位置、层间距和排列形式对结构的削波性能有着较大的影响。计算结果表明：含单层柱壳时,柱壳距离被保护区域越近,结构的削波性能越好;当含双层结构时,被保护区域的应力时程曲线呈现明显的“驼峰”状,柱壳的层间距越小,结构对应力波的隔离效应越明显,且两层柱壳错开结构防护效果优于对齐结构。     

浅析某工程板式A型楼梯结构计算与设计

结合具体工程实例,对板式A型楼梯计算与结构设计进行了归纳,分析了板式A型楼梯几何参数,荷载计算和配筋计算,绘制了板式A型楼梯结构施工图,分析结果能够为今后的类似工程中板式A型楼梯结构计算与设计提供参考依据。     

基于ANSYS的餐厨垃圾车推铲结构强度分析

为解决餐厨垃圾车推铲后部积料难处理、再维修困难的问题，介绍一种带有维修口的推铲。通过理论计算，确定该推铲液压缸布置角度对其受力状态的影响；利用ANSYS静力学分析模块对推铲进行静力学仿真，分析推铲工作时的变形和应力变化情况，得到了推铲最大应力值和单位变形量，确保其强度满足使用要求。     

桩板式无土路基预制板新型钢筋连接研究

预制板钢筋之间的连接是装配化桩板式无土路基结构的关键位置,是确保结构整体性能的主要部位,其质量直接影响到板结构的承载力和使用性能。文章对预制板新型钢筋连接形式(套筒灌浆连接和环形钢筋连接)的构造参数、受力性能、理论分析模型及承载力计算进行总结和分析,将为预制板钢筋连接的设计计算提供更多选择,并为预制板钢筋连接的进一步发展应用提供技术支撑。     

箱板式钢结构住宅模型振动台试验设计

箱板式钢结构是一种新型装配式结构体系,为研究其在地震作用下的抗震性能,在中国地震局工程力学研究所对箱板式钢结构住宅进行了1/10的模型振动台试验。详细介绍了该箱板式钢结构住宅结构体系的特点、振动台试验模型材料的选取、运用一致相似率确定动力相似关系以及试验方案的设计。模型配重设计分别采用人工质量模型、忽略重力质量模型、欠人工质量模型三种计算方法。计算表明,采用欠人工质量模型是可行的。另外,针对钢板较薄、模型施工困难的特点,采用了结构胶粘结的方法。     

有限长柱形装药爆炸应力波传播分析

为研究有限长柱形装药爆炸应力波的传播问题,首先进行了小装药量在模拟围岩介质自由场中的爆炸试验,所测得的应力时程曲线上先后出现两个应力峰值,依次对应纵波和横波,并且横波的应力峰值受柱形装药长径比变化的影响较大;在试验基础上采用椭球面波形式分析有限长柱形装药爆炸应力波的传播,椭球波阵面传播速度在沿r和φ两个方向衰减,随着波阵面的膨胀,沿φ方向传播速度逐渐趋于零,椭球波阵面逐渐过渡到球形波阵面;利用特征线法推得了椭球面波纵波和横波波速表达式,与爆炸试验中测得的应力时程曲线上出现纵波和横波两个峰值的试验现象相互印证。     

两种板式无碴轨道的力学对比分析

板式无碴轨道是一种新型的轨道结构型式,越来越多地应用于高速铁路和客运专线。现在无碴轨道发展较为完善的是日本的板式轨道和德国的博格板式无碴轨道。但是,我国无碴轨道结构计算理论还不完善,不能满足当前高速铁路和客运专线无碴轨道应用的需求。用ANSYS对这两种板式轨道建模,进行分析比较,了解板式轨道的受力规律。以保证设计经济、合理。     

面波勘探在地基液化判别中的应用与探讨

面波速度与剪切波速度、标准贯入锤击数之间存在一定的换算关系,通过面波频散曲线的拟合结果,可以计算出地下不同速度层的剪切波速度和标准贯入锤击数。文章以面波速度为基础,分别运用两种方法评价液化地基的处理效果,并与标准贯入试验的结果进行对比,分析两种方法的准确性和差异性。对比结果表明:通过面波速度计算标准贯入锤击数对处理效果的评价与标贯试验的实测结果更加吻合。     

一种新型绿色住宅体系——叠合板式剪力墙体系

新型叠合板式剪力墙住宅体系与传统的剪力墙住宅体系相比,便于质量控制,建造速度快,对环境污染小,造价低,工业化生产水平高,是一种极具市场前景的绿色住宅体系。通过对叠合板式剪力墙与普通剪力墙的对比试验研究,较系统地分析叠合板式剪力墙的受力性能,并为编制《叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程》的行业标准提供可靠的科学依据。试验表明,叠合板式剪力墙与普通剪力墙的抗震性能无明显差异。     

应用振动功率流分析支座对桥梁抗震性能的影响

本文选用北京城市轨道交通某高架桥结构,研究了系统振动功率流的传递,分析了板式橡胶支座参数变化对结构整体抗震性能的影响。理论分析和仿真计算表明,板式橡胶支座的加入增加了结构的整体性,使得连续梁各桥墩分担总的振动功率流,从而改善了结构整体抗震性能。     

方钢管混凝土柱内隔板式节点的抗弯承载力研究

为了研究方钢管混凝土枉内隔板式节点的抗弯受力性能，完成了3个方钢管混凝土柱内隔板式节点的低周反复荷载试验。在此基础上，研究了轴压作用对方钢管混凝土柱内隔板式节点抗弯承载力的影响，提出了3块内隔板情况下节点抗弯承载力的计算方法。同时对梁柱翼缘等宽情况下节点的抗弯受力性能进行了分析，建立了相应的计算公式，计算结果与试验结果进行了对比，吻合良好。试验结果及理论分析对现行规程中的节点抗弯承载力计算公式进行了补充，拓宽了内隔板式节点的适用范围。     

复杂体型高层建筑结构推覆分析

结合浙江电力调度大楼工程的复杂结构体系，论述了推覆分析方法的基本原理实施过程，并运用能力谱法对结构抗震性能进行了合理的评估。分析了塑性铰的特性及相对位置的确定，计算了钢筋（型钢）混凝土构件的恢复力曲线；对比了理论计算和试验实测水平剪力分布模式，提出符合模型结构特点的水平力分布模式。经计算分析，认为三维有限元计算模型合理、可靠，浙江电力调度大楼整体结构抗震性能良好，可满足6度抗震设防要求。