正弦曲边箭形蜂窝夹芯板抗爆性能研究

爆炸产生的冲击力会对建筑物造成严重破坏.采用一种正弦箭形夹芯板研究其抗爆性能,分析了夹芯板、钢板在不同厚度参数及爆炸荷载下的吸能特性.结果表明：在爆炸作用下,夹芯板变形有局部坍塌和整体坍塌等变形模式,整个系统内夹芯板的比吸能值大于钢板;厚度为0.7 mm和0.3 mm的蜂窝夹芯板容易对保护的构件造成损伤;相较于箭形蜂窝夹芯板和内凹六边形蜂窝夹芯板,正弦箭形蜂窝夹芯板具有更好的吸能特性.     

内爆炸作用下钢网壳结构动力响应的数值模拟

应用LS-DYNA有限元程序,建立了大空间钢网壳结构在内爆炸作用下进行动力响应分析的计算模型.通过提取结构表面有限测点的冲击波超压并将其进行本征正交分解(POD),解决了冲击波荷载的时空差异性及结构表面压力场分布问题.采用Ritz-POD法对大空间单层钢网壳结构在内爆炸荷载下的动力响应进行了数值模拟计算,分析了结构高度、矢跨比、炸药TNT当量及爆炸点位置等参数对结构动力响应的影响.结果表明:大空间钢网壳结构的最大位移和应力响应随炸药TNT当量的增加成非线性增大,其中应力响应近似成比例增大,而位移响应则急速增加.偏心爆炸冲击波比中心爆炸对大空间钢网壳构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利.所得结论对于大空间钢网壳结构的防爆设计有参考价值.     

预应力压型钢板与混凝土组合板抗弯性能全过程分析

目的 研究在弯矩作用下预应力压型钢板与混凝土组合板的力学性能和全过程曲线.方法 采用分级加变形的方法模拟组合构件的荷载-变形关系,分析混凝土强度、钢板厚度和初始预拉力对组合板力学性能的影响.结果 确定预应力压型钢板与混凝土组合楼板的非线性分析程序,荷载-变形曲线可以分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段,混凝土强度、钢板厚度对组合板关系曲线在荷载作用初期影响较小,初始预拉力对板荷载-变形关系曲线在荷载作用初、末期的影响较大.结论 预应力的施加能有效提高构件的抗裂度和承载力,减小结构变形.     

钢板-砖砌体组合墙梁的试验研究与分析

钢板砖砌体组合结构在既有砖混房屋中进行大空间改造时,组合托梁上部的墙体存在拱效应,使得托梁与上部墙体之间共同工作。为了研究此类组合墙梁的工作机理、破坏形态、承载力、控制截面的应变分布以及变形,对5根钢板砖砌体组合墙梁进行了集中荷载作用下的试验研究与分析,并考虑了上部墙体高跨比、组合托梁高跨比和钢板厚度的参数影响。主要的研究结果表明钢板砖砌体组合墙梁的破坏始于加载点与支座连线部分的砌体;钢板沿截面高度的应变分布符合平截面假定;上部墙体的高跨比直接影响墙体的破坏形态、钢板发生空鼓时的荷载和构件的极限荷载;合理的墙体高度有利于组合作用的形成,并且过高的墙体反而会降低极限荷载。最后给出了上部墙体高跨比的合理取值范围,同时建议钢板砖砌体组合托梁的抗弯刚度相对上部墙体平面内刚度的系数应至少大于79。     

长期荷载作用下水工结构限裂可靠度分析

混凝土的徐变和收缩是长期荷载作用下混凝土结构裂缝宽度扩大的主要影响因素．因受环境条件影响,使其在水工结构中具有较大的不定性,而对水工混凝土结构构件可靠度的影响,目前尚无统一认识及合理的考虑方法．为了正确分析计算长期荷载作用下水工结构限裂可靠度,从多个方面探讨了混凝土收缩和徐变的变异对长期荷载统计不定性构件截面抗力不定性的影响程度,据此采用正常使用极限状态“抗力－ 荷载效应转换摸式”进行了可靠度分析．结果表明：长期荷载作用下水工结构限裂可靠度比一般的建筑结构高;水工混凝土结构构件裂缝计算公式的可靠度原则对不同的构件尚不统一,尤其是轴心受拉构件,公式中的常系数有待改进     

双层钢板混凝土弧板支架力学特性研究

通过模型试验和Ansys有限元数值计算,对双层钢板混凝土弧板支架在均匀、非均匀荷载下的变形特征、极限承载力及压碎区的位置进行了分析。研究结果表明,在均匀荷载作用下,弧板支架的内侧钢板总是比外侧钢板先屈服,且内侧钢板屈服时一般为弧板支架极限承载力的60%左右,其混凝土压碎区也是先从内侧开始,然后向外侧扩展;在非均匀荷载作用下,混凝土环向应力也呈现非均匀分布,在边界外缘从0°～60°逐渐递增,在边界内缘0°～60°逐渐递减。构件的极限承载力与混凝土轴心抗压强度、钢板厚度成正比,可通过提高混凝土强度或钢板厚度来提高结构整体承载力。     

泡沫铝填充6082-T6铝合金圆管构件轴压力学性能

薄壁金属构件与吸能泡沫材料组合形成的复合构件具有优越的耗能性能,本文将泡沫铝填充至6082-T6高强铝合金圆管中作为建筑结构中的耗能复合构件。为获得泡沫铝填充6082-T6铝合金圆管在轴压荷载下的响应特征、破坏机理及耗能性能,进行了20组不同径厚比和高径比的铝合金空管以及泡沫铝填充复合管的轴压试验。构件表现出3种破坏模式:劈裂破坏、叠缩劈裂破坏、叠缩劈裂+不规则变形破坏。填充泡沫铝能够有效改善构件在轴压荷载下的变形能力,避免其发生不规则变形破坏,并提高构件耗能能力。基于有限元分析平台LS-DYNA提出了合理的有限元建模方法并开展了参数分析,结果表明:构件峰值承载力与吸能能力均随壁厚和管径的增大而增大。当高径比增大时构件在轴压荷载下发生失稳破坏,而填充泡沫铝后构件发生失稳破坏的临界高径比增大。     

RPUF填充薄壁圆钢管短柱构件的轴压力学性能

基于建筑工程领域存在的碰撞、冲击等工程背景,提出密度为300 kg/m~3的硬质聚氨酯泡沫(RPUF, rigid polyurethane foam)填充建筑圆钢管短柱吸能构件,为获得该类构件在轴压荷载作用下的基本力学性能及吸能能力,开展了3组空钢管和3组RPUF填充圆钢管短柱构件的轴压试验.试验结果表明:轴压荷载作用下,填充RPUF能够有效改善建筑圆钢管在轴压荷载作用下的叠缩变形模式,使构件趋于对称叠缩变形;同时,RPUF填充圆钢管构件较空钢管的首个峰值荷载及各项吸能指标都有了较大幅度的提升,且壁厚越薄,提升幅度越大,体现了填充RPUF对建筑圆钢管的力学性能及吸能能力的提升.基于ABAQUS/Explicit求解器建立RPUF填充圆钢管短柱构件的轴压有限元模型,将仿真结果与试验结果对比,以验证有限元模型的准确性,随后开展参数分析,结果表明RPUF填充圆钢管耗能能力随壁厚和管径的增大而增大.在Alexander经典叠缩模型的基础上,推导了平均压缩力预测公式,与试验结果和数值模拟结果对比发现该公式能够有效预测RPUF填充圆钢管短柱构件在轴压荷载作用下的平均压缩力.     

两边连接双层钢板剪力墙承载力性能研究

采用有限元软件ANSYS对上端简支、下端固定的双层钢板剪力墙进行静力荷载作用下的分析,研究了钢板厚度、混凝土厚度、跨高比、螺栓间距等因素对极限承载力的影响。结果表明,适当的混凝土板厚度,能有效的阻止钢板的侧向屈曲,对提高剪力墙的极限承载力存在有利影响;钢板的极限承载力随钢板厚度和跨高比的增大而增高,随螺栓间距的增大而降低,选取合适的材料厚度和尺寸对双钢板剪力墙在结构中的应用有重要的意义。     

钢管混凝土结构构件抗爆性能的试验研究

对建筑结构构件存在巨大潜在破坏危险的爆炸冲击现象,开展了钢管混凝土结构构件在爆炸荷载作用下的动力响应试验研究.以相同管径3种不同壁厚的钢管混凝土简支构件为试验对象,分别进行了3个不同药量的炸药起爆,测量了爆炸冲击波压力时程曲线、构件跨中底部的应变时程曲线及构件跨中的最终挠度,对爆炸作用力、套箍系数与构件变形的关系进行了...