循环荷载作用下偏心受压构件的滞回性能研究

利用双重非线性壳体有限元方法 ,对偏心受压钢构件在循环荷载作用下的滞回性能进行了计算机模拟 ,分析了H形截面偏心受压构件的滞回特性 ;得出了强烈地震作用下 ,构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、轴压比和长细比等参数对H形截面偏心受压构件滞回性能的影响规律     

单轴压缩作用下充填体损伤本构模型研究

1前言充填体力学特性的试验结果往往代表一定尺寸非均匀结构材料的平均力学性质,这种简化对于充填体工程结构及其稳定性的数值分析是非常有用的,但是却难以研究充填体材料在自身及外荷载作用下,由于裂纹的萌生、扩展及贯通而导致整体失稳的过程。当前,国内外对于充填材料力学性     

网状FRP增强砖砌体轴心受力性能试验研究

提出一种新型砌体结构形式的概念和方法,通过3个试件的初步试验验证了这种新型砌体结构形式的有效性,网状FRP增强砖砌体是对FRP材料和砌体结构合理、有效地组合.进一步分析了网状FRP增强砖砌体的工作机理、破坏形态和作用效果.研究表明:采用建议的新型砌体结构形式,改变了试件的最终破坏模式,显著提高了承载力.     

非均匀地震作用下隧道位移反应分析

根据多点地震动合成方法,考虑地震波的随机性和行波效应,生成非均匀多点地震动加速度时程曲线,在此基础上,运用FLAC3D分析隧道在非均匀性地震荷载作用下的响应特征及其影响因素。引入非均匀影响系数η和最大最小位移比Φ描述地震作用下隧道位移反应规律。分析结果表明,隧道的位移反应和地震的空间非均匀性对隧道位移的影响随埋深、侧压系数增加而减小;随地震动振幅的增加而增加;随地震动卓越频率的增加而减小;随地震动持时的增加而增加。非均匀影响系数η和最大最小位移比Φ表现出和位移相同的变化趋势。     

钢纤维混凝土的抗压疲劳特性研究

研究了素混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理.通过试验研究了钢纤维品种、纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命及能量吸收的影响规律;探讨了疲劳累积损伤的特性.研究表明:在较低的应力水平下,钢纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大.     

高应变率受压荷载下准各向同性碳纤维复合增强层压板的破环分析

对准各向同性纤维复合材料的动态抗压强度进行试验和数字模拟。采用分离式霍普金森压杆,在应变率400/s左右进行准各向同性层压板的平面压缩试验。与静态值相比,准各向同性层压板的动力强度大大增强。采用ABAQUS软件中实体8结点单元C3D8I和作者自定义的8结点界面单元建立有限元模型。界面单元连接三维实体单元来模拟复合材料层,其包括允许初始剥离和扩展的粘结破坏模式。假定模型在这些条件下的破坏现象主要取决于界面的剥离,这一结论通过试验得到验证。试验显示所有的准各向同性层压板几乎劈裂成完整的几块。模型结果与试验结果十分吻合,证实了假设:层内破坏不是准各向同性层压板破坏的主要原因。     

弯曲和轴力作用下组合构件的非弹性性能

对部分包裹钢-混凝土梁柱进行了一系列试验。在轴向重力荷载和极端侧向荷载的理想条件下对构件非弹性性能进行试验。试验构件具有3种不同的横截面尺寸,并由S460级钢材制成。在主次弯曲和持续轴向荷载作用下对构件进行测试。介绍了试验的安排和测试装备,材料特性和构件的详细情况。通过对10个构件进行试验,得出主要结果并对其进行讨论。除了为将来的分析和设计提供关键数据外,试验结果还能为几个重要参数的直接评估提供参考。对涉及到屈服、极限承载能力、延性和残余强度的几个关键参数也进行了重点分析。     

火荷载下双轴受荷钢柱的拓展兰金方法

到目前为止,对火荷载下双轴受荷钢柱的研究很少。在正常温度下,钢柱的承载力取决于强度和稳定性的综合作用,由兰金方法确定。对兰金方法进行拓展以预测标准火曲线下双轴向荷载下钢柱的抗火能力,建立基于破坏表面的相互作用方程,解释两个方向的轴向荷载和弯矩。对标准火势下的钢柱以所提方法的预测值为基准,采用有限元程序SAFIR进行分析。所提方法也被拓展到自然火曲线的研究中。采用包括臭氧的区域火灾模型,对不同几何尺寸、不同边界的热量性质、不同的火荷载以及通风条件的室内火灾进行模拟。结合臭氧与有限元程序SAFIR,对室内火灾钢柱的破坏时间进行预测。所提方法的结果与数值预测结果进行对比,两者基本吻合。     

微粒填充夹层复合材料的处理及其在低速冲击荷载下的响应

制作普通的和带有微粒泡沫核的3层碳纤维环氧复合夹芯板,普通的和带有Nanocor I-28E微粒泡沫核的重量比为0．5％和1％。通过注射树脂成型制造夹芯板,将含量为1％～2％质量微粒的SC-15环氧注入到3层碳编织布中的方法制作面层。从复合板上切割出100mm×l00mm尺寸的样本,采用冲击试验设备,进行低速冲击荷载试验,记录样本的冲击响应并进行比较。然后,将试验样本分成两半,采用扫描仪、光学电子显微镜进行扫描以确定破坏模式。与普通的对应部分相比,带有微泡沫的样本可以承受较高荷载及具有较少的破坏区域。微泡沫核显示出脆性特性。     

温度和荷载共同作用下钢管混凝土短柱的性能分析

采用有限元模型研究温度与荷载共同作用下的钢管混凝土短柱的荷载-变形关系。该模型用来模拟一系列各种温度和力学加载条件下的钢管混凝土短柱试验,包括高温测试、常温下构件残余强度测试,以及无初始荷载的ISO-834标准温度下的构件测试。预测结果以及试验结果的对比表明:模型可以准确预测构件的荷载-变形关系。然后采用该有限元模型分析在具有初始荷载、加热和制冷条件下完全加载过程中的钢管混凝土短柱的性能,以观察构件横截面的应力分布和各个加载阶段的应力发展情况。所有构件在制冷过程之后都加载至极限强度,利用一系列参数对其残余应力进行了分析。结果发现:在温度和荷载共同作用下的构件极限强度,要比只有温度作用而无初始荷载的构件极限强度略低,但是在极限强度时,前者的最大应变显著增加。     

The Breakage of Float Glass with Four-Edge Shading Under the Combined Effect of Wind Loading and Thermal Loading

The glass breakage in high-rise building fires may be significantly influenced by both the compartment fire and the environmental wind. In this work, float glass panes supported by the frame with a dimension of 600 × 600 × 6 mm³ were employed to study the glass breakage under the combination of wind and fire effects. The first breaking time, glass temperature, crack patterns, and fallout were obtained. With an increase of wind speed, the average value of temperature difference between the mean temperature at the heated exposed side and that at the ambient shaded side decreased gradually when crack initiated. The average time to first crack was maximum without wind loading and decreased gradually as the wind speed increased. Comparing with the glass breakage only under thermal radiation, the combination of environmental wind accelerated the glass breaking. The present results suggest that the wind effect should be considered for building fire protection in the window glass design.     

方钢管砼轴压柱承载力的计算

本文提出了既适用于方钢管砼轴压长柱又适用于中短柱承载力计算的切线模量理论方法.并给出了简化的解析计算式,便于设计参考.     

全受压和局部边缘受压下有裂纹薄板屈曲的试验和数值研究

受压下薄钢板经常发生屈曲失效,尤其当薄钢板存在一些如开口和裂纹等缺陷时。这种失效模式先于强度失效。给出了轴压下有裂纹板的屈曲荷载的试验结果和数值结果。为此,采用1200A铝合金制作成矩形板,且板的中心有斜裂缝。在试验和数值研究中,分析了裂缝的长度和方向、板的厚度和长宽比的影响。对两种不同的支撑形式和荷载条件(如:局部边缘荷载和支撑)的影响进行研究。最后,将试验结果与数值结果进行对比。     

烧结多孔砖砌体复合抗剪机理与强度

通过90个烧结多孔砖砌体三砖模型在不同轴压比下的抗剪试验,初步探明了多孔砖砌体在剪压复合受力下的破坏形态及破坏机理。经对试验数据的回归分析得到抗剪强度计算公式,并与实心砖砌体进行了比较分析,揭示出砖孔洞对砌体复合抗剪能力的影响规律,从而对剪压复合受力理论及抗剪强度计算方法进行了补充与发展,给出了相应的算式。     

扭矩和轴压共同作用下各向异性薄壁和中厚壁圆筒的屈曲性能

采用基于考虑了各向异性和横向剪切刚度影响的厚壳理论的分析模型,研究各向异性、横向剪切刚度、长度和它们的相互作用对纯扭或者扭矩与轴压共同作用下圆筒屈曲性能的影响。由于该模型仅轴压下的屈曲性能得到验证,故将轴压下分析结果与扭转作用下作对比。结果表明,该模型对扭矩作用下屈曲性能亦有较好的适用性。研究表明,各向异性、横向剪切刚度及壳体长度均影响柱壳的临界力大小。这说明空心壳理论(Donnell理论)并不准确,应该采用考虑了各向异性和横向剪切刚度影响的厚壳理论。     

Upper Bound Plasticity Analysis of a Partially-Embedded Pipe Under Combined Vertical and Horizontal Loading

Seabed pipelines undergo temperature cycles that create axial load which can be relieved through controlled lateral buckling. The prediction of lateral buckling in design requires accurate assessment of the lateral breakout resistance. This Technical Note describes upper bound plasticity analysis of a partially-embedded pipe on undrained soil. The purpose is to generate failure envelopes for vertical and horizontal loading to provide a theoretical basis for estimating breakout resistance. The following cases have been considered: smooth and rough pipes, with and without separation at the rear face of the pipe. The envelopes are similar to those developed previously for surface foundations, but capture additional effects that are due to the curved geometry of the pipe surface. The breakout resistance and the movement of the pipe at failure are strongly influenced by the separation condition. Pipe roughness and soil self-weight have a relatively minor effect on breakout resistance. Existing empirical expressions usually assume a linear variation in breakout resistance with embedment and vertical load. This theoretical analysis demonstrates that these relationships are non-linear. The resulting envelopes provide a more rigorous basis for predicting the breakout resistance of partially-embedded pipelines.     

周期反复荷载作用下组合墙结构的抗震性能研究

通过组合墙片和构造柱墙片的对比试验,分析研究了组合墙的承载能力和恢复力特性.试验结果表明,组合墙结构的抗剪能力与构造柱墙片相比有较大的提高,其抗弯性能也有很大的改善,并具有良好的整体性能和恢复力特性,能够满足结构抗震的要求,同时,组合墙结构的承重能力也得以大幅度提高,其轴压比降低了50%,不失为一种在地震区发展中高层砌体房屋的较好结构形式.     

多孔钢板在双轴受压与边缘剪力荷载共同作用下的极限强度

作为作者系列研究成果[Paik J K．Ultimate strength of perforated steel plates under edge shear loading．Thin-Walled Structures，2007，45：301-6，Paik J K．Ultimate strength of perforated steel plates under axial compressive loading along short edges．Ships Offshore Struct，2007，2（3）：（inpress）]的终结篇，与前期论文在边缘剪力或单轴压力荷载方面进行了对比，目的是研究双轴受压和边缘剪力作用下多孔钢板的极限强度特点，这是船舶和船舶型海洋结构在货物和水压作用下的一个典型受力模式。板的约束考虑为四边简支，中心区域为圆形孔。一系列ANSYS非线性有限元分析中考虑了不同的板尺寸（厚度）。在有限元分析基础上，推导出组合荷载下多孔板的极限强度交互关系公式，可用于可靠性分析或规范中极限强度的预测。     

复合圆柱形壳在径向冲击荷载和轴压荷载作用下的瞬时动力响应

基于首次逼近理论,利用第一阶剪切变形理论对圆柱形壳的自由和强迫振动进行分析。边界条件（BCs）考虑为悬臂状态。分析复合壳体在横向冲击和轴向压力作用下的动力响应（轴压荷载小于临界屈曲荷载）,同时对复合柱形壳进行了建模分析。利用卷积积分对给定荷载状况下的壳体进行分析。揭示纤维方向、轴向荷载及一些几何参数对壳体时间响应的影响。结果表明：动力响应主要由结构的自振周期所控制。