集中荷载作用下四边简支双钢板混凝土组合板的力学性能研究

根据5组33片四边简支双钢板混凝土组合板的试验结果,将组合板的变形模式归纳为弯曲变形模式和冲切变形模式,推导其抗力和刚度的理论计算式,提出能够描述组合板受力全过程的抗力函数模型,并通过现有试验和数值模拟结果验证模型的准确性。基于该模型研究含钢率、材料强度、连接件布置等参数对组合板变形模式和耗能能力的影响,结果表明:含钢率和钢板强度对SC板的极限承载力和耗能能力影响较大,而混凝土强度的影响很小;为了充分利用钢板的力学性能,应合理限制含钢率和钢板强度,或加强连接件布置保证组合作用;不同的设计参数可能导致不同的变形模式和破坏顺序,设计中应针对具体的需求对设计参数加以优化。     

CFRP加固埋地油气管道在爆炸荷载下的损伤判定研究

通过埋地静爆试验,对经碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)加固的埋地钢制油气管道抗爆性能及损伤评价进行研究,同时结合所得试验数据进行数值模拟,分析并建立CFRP加固埋地钢制油气管道损伤评估准则.结果表明:在折合距离为0.19 m/kg1/3试验条件的浅埋爆炸荷载...     

爆炸荷载作用下钢纤维混凝土构件试验研究

本文对钢纤维混凝土板的抗爆炸局部破坏作用进行了实验研究。由于纤维的加入,增加了结构的整体性,大大提高了结构的抗震塌破坏能力;对钢纤维钠筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的弯曲破坏进行了试验研究,纤维加入后,使结构在相同荷载作用下的振动财周期缩短（即刚度增加）,残余承载力明显提高。     

爆炸荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应分析

本文应用分层Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的非线性动力有限元法，研究化爆和核爆荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应问题，探讨其动力响应特性以及钢板设置方式对钢筋混凝土梁动力响应的影响。     

双钢板混凝土组合结构抗冲击性能的研究进展

根据5组33片四边简支双钢板混凝土组合板的试验结果,将组合板的变形模式归纳为弯曲变形模式和冲切变形模式,推导其抗力和刚度的理论计算式,提出能够描述组合板受力全过程的抗力函数模型,并通过现有试验和数值模拟结果验证模型的准确性。基于该模型研究含钢率、材料强度、连接件布置等参数对组合板变形模式和耗能能力的影响,结果表明：含钢率和钢板强度对SC板的极限承载力和耗能能力影响较大,而混凝土强度的影响很小;为了充分利用钢板的力学性能,应合理限制含钢率和钢板强度,或加强连接件布置保证组合作用;不同的设计参数可能导致不同的变形模式和破坏顺序,设计中应针对具体的需求对设计参数加以优化。     

钢筋混凝土圆孔梁在集中荷载作用下的试验研究

本文介绍了腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验情况和该梁在集中荷载作用下各影响参数对梁工作性能及破坏特点的影响。     

双向张弦梁在地震荷载作用下的稳定性分析

双向张弦梁作为一种新型的大跨度空间钢结构形式,是介于刚性结构和柔性结构之间的杂交结构体系,相对于普通结构具有明显的受力稳定问题,其稳定性问题值得研究,尤其是地震荷载作用下的动力稳定性分析。本文针对双向张弦梁结构在三向EL-Centro波作用下的动力特性,提出地震荷载作用下动力稳定性的三种判别方法:索内力判别、荷载-位移曲线判别和动力响应判别,来确定结构动力失稳的临界荷载值,以此了解双向张弦梁结构的动力失稳特点,为以后的工程设计提供参考。     

弹性支承曲线梁在移动荷载作用下动力响应研究

为探究弹性类支座对桥梁结构振动机理的影响及进一步发展曲线梁的车致振动理论,提出一种将弹性支承曲线梁振动形式考虑为弯曲变形和刚体位移组合的方法,建立简化计算模型,利用Garlekin 法和积分变换法推导移动荷载作用下弹性支承曲线梁的动力响应解析解,并验证本文方法的正确性。通过数值算例分析弹性支承曲线梁在移动荷载作用下的振动机理,以及支座刚度、曲率半径等相关参数对弹性支承曲线梁动力响应的影响规律。研究表明：曲线梁的支座约束情况发生变化会对桥梁结构的动力特性和动力响应造成差异明显的非线性影响,其支座竖向刚度越小,桥梁动力响应越大,不可直接将其简化为刚性支承梁;小半径弹性支承曲线梁与直线梁相比,其曲率半径对桥梁动力响应的放大效应十分显著,同样不可忽略。     

爆炸荷载下钢管混凝土墩柱的动力响应研究

设计并制作了3根普通钢管混凝土墩柱和1根复式中空钢管混凝土墩柱,进行了TNT药量分别为3 kg和50 kg的3发4工况静爆试验,获得构件的迎爆面及背爆面的柱面超压分布、残余变形以及最终破坏形态,结合有限元分析,研究了爆炸荷载下钢管混凝土墩柱的动态响应、破坏模态及参数影响。研究表明：50 kg TNT作用下、比例距离为0.14 m/kg^1/3时,外径同为273 mm、壁厚为7 mm的普通钢管混凝土墩柱抵抗爆炸荷载的变形能力优于中空钢管内径为50 mm、壁厚为4 mm的复式钢管混凝土墩柱;基于试验结果建立了多物质流固耦合的数值模拟方法,可有效模拟钢管混凝土墩柱在爆炸荷载下的动态响应;钢管混凝土墩柱三种典型破坏形态分别是：低超压峰值-高持时发生弯曲破坏、高超压峰值-低持时发生剪切破坏及介于两种情况之间的弯剪破坏;炸药当量为50 kg,比例距离z>0.3 m/kg^1/3时,爆炸荷载下试件柱的残余变形可忽略不计;核心混凝土强度等级的增强以及含钢率的提高,可有效降低柱中点水平残余变形;提高钢管屈服强度,可降低柱中残余变形,当钢材强度等级≥345 MPa时,继续增大屈服强度对提高钢管混凝土墩柱的抗爆性能意义不大。     

大面积混凝土在变形荷载作用下的应力控制

大面积混凝土构筑物容易在施工水化热，外界热源（大气温差，生产热源等）和砼自身收缩等变形荷载的作用下引起开裂，本文采用理论力学方法，建立三维庆力模型，根据构筑物边界条件，推导大面积混凝土在变形荷载作用下的应力近似解，并结合混凝土工程，分析各种相关参数对构筑物变形荷载应力的影响，为土建工程的裂缝控制提供计算方法。     

钢-混凝土组合梁动力折减系数研究

考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,对钢-混简支组合梁的基本动力方程进行了理论推导和分析。在此基础上,考虑到组合梁与普通梁的不同力学特性,提出了适于组合梁动力计算的"刚度折减系数"和"频率折减系数",并与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的公式进行了比较分析,给出了动力刚度折减系数和频率折减系数表达式。结果表明,在组合梁的动力计算中,不能直接套用静力计算的公式来计算组合梁的等效刚度,否则会引起较大的误差。     

钢-混凝土组合框架子结构动态倒塌性能试验研究

为了研究中柱失效后钢-混凝土组合框架结构的动态倒塌性能,对2个1/3缩尺的组合框架子结构试件进行了抽柱试验研究。研究结果表明:当在组合框架梁上分别悬挂30 kN和60 kN的配重时,2个试件在中柱处的最大动态位移至少为振动停止后静态位移的1.34倍;在中柱抽除后,剩余结构仍处于弹性受力阶段且阻尼比较小;采用栓钉抗剪连接件的组合框架梁具有较大的加速度响应和动态位移响应;组合梁中采用开孔板连接件的框架子结构具有较好的整体刚度,其受倒塌荷载动力冲击作用的影响相对较小;随着中柱竖向位移的增加,组合框架倒塌荷载动力增大系数(DIF)呈现两阶段的变化规律。基于试验研究,建立了组合框架倒塌荷载DIF的数学计算模型。该研究成果可为钢-混凝土组合框架结构的倒塌性能分析提供参考。     

简谐荷载作用下组合梁动滑移响应分析

由于组合梁在外力作用下钢梁与混凝土板之间会发生相对滑移,进行结构受力计算时须考虑滑移所致影响,基于组合梁基本动力理论,获得集中简谐荷载作用下组合梁挠度响应表达式,据挠度、滑移微分方程获得动滑移响应表达式。经一系列数学变换使动滑移响应表达式的静态分量部分满足级数求和条件。对比分析理论与实测结果表明,二者吻合良好。可将静滑移结果视为动滑移的特殊形式,简谐荷载分量对组合梁有效滑移影响较小,对连接件受力性能影响较大。     

考虑车桥耦合效应的大跨悬索桥钢-混组合梁疲劳损伤评估

为了研究不同疲劳车辆荷载作用下大跨度悬索桥钢-混组合梁的疲劳寿命,以及在考虑车桥耦合效应变化时运营期内钢-混组合梁疲劳损伤累积变化规律,以某主跨720 m的悬索桥为例进行了分析.基于局部梁段有限元模型静力分析确定了疲劳细节关注点,得出相应的应力集中系数;利用P-M及CDM两种评估模型对疲劳荷载模型Ⅲ、AASHTO规范标...     

移动式复合载荷作用下自紧身管的动态冲击响应研究

为研究某大口径自紧身管在火药燃气压力和弹带动态载荷复合冲击下的动力学响应演化历程,先提出三维残余应力场生成方法并利用脚本建模方式完成身管网格划分,而后计及挤进中诸能量形式及其相对比变化,通过联合多个用户子程序重新定义次要功系数及摩擦力模型并建立弹炮耦合非线性模型与内弹道方程组的关联通信,实现了上述载荷随火药燃烧而动态加载的过程,研究表明:基于该加载方式获得的数值结果能够比较准确地反映发射中身管真实响应,残余应力对身管应力场模式及演化有明显影响,两种复合载荷分布范围存在差异,弹带对身管动态作用力不可忽略。     

新型钢-混凝土组合板的力学性能研究

以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数，进行了9块新型组合板的力学性能试验．试验结果表明，组合板的正截面承栽力可按基于修正平截面假定的极限状态计算；组合板的跨中挠度，可在按现行规范计算的基础上，加上考虑界面滑移影响的附加变形值予以修正．     

近场地震作用下组合横梁桥塔的悬索桥地震响应研究

在近场地震作用下,为减小桥塔塔身弯矩,悬索桥桥塔创新性地设置波形钢腹板横梁。以大渡河大桥为研究对象,基于横梁拟静力试验数据,建立结构动力数值计算模型并输入不同类型的近场地震动计算结构的地震响应,探究采用波形钢腹板横梁悬索桥的优势和近场效应对结构响应的影响规律。研究表明:采用波形钢腹板横梁的桥塔有自重轻、刚度小的优势,更符合强柱弱梁和强剪弱弯;在高烈度的近场作用下,以波形钢腹板横梁的延性作为抗震策略是合理的。脉冲效应对本桥响应影响较大,因此建议此类型桥梁应重视近场脉冲效应;而上盘效应对本桥的响应小于无近场效应的地震动,故处于上盘的桥梁是更安全的;在横向地震激励下,近场脉冲效应对主塔的位移和弯矩影响较大。     

准静态压痕力作用下复合材料层压板的损伤阻抗分析

建立了一种复合材料层压板在准静态压痕力作用下的损伤阻抗的预测方法。首先分别针对基体破坏、分层、 纤维断裂等失效模式引入相应的失效变量 , 并建立不同失效模式下的刚度折减方法 , 然后采用基于应变描述的 Hashin和 Yeh失效准则并结合有限元方法 , 对复合材料层压板在准静态压痕力作用下的破坏过程进行渐进损伤分析 , 在此基础上进一步预测了层压板的损伤阻抗。采用商用有限元软件 ABAQUS/ Standard 的 UMAT用户子程序实现数值模拟。计算结果表明 , 分层起始与扩展是导致载荷2位移曲线发生第 1 次卸载的主要原因 , 当接触力达到其最大值时出现较明显的纤维断裂。分层起始载荷和最大接触力的预测结果与实验数据吻合良好。     

Damage assessment of thin SiC/SiC composite plates subjected to quasi-static indentation loading

Tri-dimensional woven SiC/SiC composite was subjected to quasi-static indentation tests at room temperature. For this purpose, hemispherical indentors and circular supports of various diameters were used. The extent of damage was evaluated with the help of optical and scanning electron microscopy. Formation of cone cracks initiating from the indented site is observed. The predominant internal damages (fibre bundle and matrix cracking) remain localised beneath the indentor. The indented specimens were tensile tested at room temperature to determine their residual strength. Results indicate that the strength reduction is proportional to the diameter of the damaged zone evaluated on the back side of the specimen.