混凝土表层区域特征及耐久性研究进展

阐述了混凝土近表层区域特性及其与混凝土内部间的异同,总结了国内外在混凝土表层区域特性、微细观结构损伤和劣化机理及过程等方面研究成果。分析表明,混凝土表层区域明显有别与混凝土内部本体,主要体现为组成、微观结构和性能等方面。然而,现有研究多忽视混凝土表层区域特性且将其等同于混凝土内部本体,从而导致混凝土耐久性预测结果与实际情况偏差较大。此外,有关混凝土耐久性研究还应考虑混凝土表层区域的环境荷载效应和离子传输机理及模式等。     

水平低周反复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土框架的抗震性能研究

本文通过五榀梁中配有无粘结预应力筋的“强柱”、“弱柱”型框架在水平低周反复荷载作用下的试验研究和非线性分析,探讨其延性、耗能及恢复力特性,为无粘结部分预应力混凝土框架的抗震设计提供参考依据。     

Finite element model updating of existing steel bridge based on structural health monitoring

Based on the physical meaning of sensitivity,a new finite element（FE） model updating method was proposed. In this method,a three-dimensional FE model of the Nanjing Yangtze River Bridge（NYRB） with ANSYS program was established and updated by modifying some design parameters. To further validate the updated FE model,the analytical stress—time histories responses of main members induced by a moving train were compared with the measured ones. The results show that the relative error of maximum stress is 2.49% and the minimum relative coefficient of analytical stress—time histories responses is 0.793. The updated model has a good agreement between the calculated data and the tested data,and provides a current baseline FE model for long-term health monitoring and condition assessment of the NYRB. At the same time,the model is validated by stress—time histories responses to be feasible and practical for railway steel bridge model updating.     

高温后高强Q690钢材循环加载试验及本构模型研究

钢材经历火灾高温和冷却后其材料力学性能会发生不同程度退化,已有研究主要关注过火后钢材的残余静力性能。为研究经历火灾高温且不同方式冷却后高强钢的残余静力和滞回性能,对于历经500 ℃~1000 ℃高温后高强Q690在自然冷却和浸水冷却后的钢材进行了单调拉伸试验以及4种不同加载制度下的循环加载试验。结果表明,当过火极限温度不高于600 ℃时,在自然冷却和浸水冷却模式下,高温后Q690钢材单调拉伸和循环荷载下强度发展基本与常温未处理钢材类似。未过火高强Q690钢在循环荷载下表现出应变强化和循环软化效应。过火温度高于600 ℃且自然冷却下,过火后Q690钢随过火温度提高,其初始屈服强度下降。在浸水冷却下,过火冷却后高强钢初始屈服强度提升。且在循环荷载作用下,高温过火后Q690钢均表现出更为显著的应变强化效应,以及在等应变幅循环下均由未过火状态时的循环软化逐步转化为高温过火后的循环硬化效应。根据试验结果拟合了过火后Q690钢的Chaboche循环本构模型参数,可用于火灾后Q690钢结构的残余抗震性能评估。     

大跨隔震结构多点地震计算模型的几点注记

为避免震害损失,大跨度结构的各支座常采用隔震支座,而隔震工况下的多点地震计算模型可能存在一定误差,本文意在阐明其误差根源并加以解决．首先给出了可用于大跨隔震结构多点地震响应分析的主要计算模型,采用严格理论推导探讨了各模型计算机理的异同和特色,并着重强调了位移模型的理论缺陷和误差,指出位移模型在大跨隔震结构中的盲目应用会导致严重错误,进而提出了实用有效的修正方法和理论依据．最后,以多自由度简化模型和机场维修机库大跨网架实际结构为例,对本文所提观点和建议进行了数值验证,证明了SAP2000内置位移模型在多点地震响应计算中的有效性．     

列车-高架桥式客站耦合系统振动响应分析EI北大核心CSCD

针对中国高速铁路"站桥合一"大型枢纽客站的车致振动问题,以新长沙南站为例,利用自主开发的计算分析软件TRBF-DYNA建立了列车-轨道-客站耦合系统空间整体动力学分析模型,研究车致客站振动响应的分布规律、传播和衰减规律。车辆采用31自由度车辆模型,采用有限元方法建立轨道-客站三维整体动力学模型,轮轨之间采用空间非线性接触模型。开展了单线和双线行车工况下的列车-轨道-客站耦合振动分析。结果表明:受列车竖向动力荷载控制,客站以竖向振动为主;无砟轨道结构可以过滤轮轨高频激励,降低列车对轨道层主梁的冲击作用;桥式结构体系可以较好地减小轨道层振动对上部结构振动的影响;双线行车引起的客站振动响应高于单线行车,但均能满足舒适性要求;车辆行车安全性指标符合规范要求,表明该客站结构设计具有较高的安全储备。     

概率密度演化方程差分格式的计算精度及初值条件改进

由于随机荷载作用下工程结构响应的一阶时间导数往往大于结构响应自身，采用仅满足确定性结构响应分析计算精度的时间步长求解概率密度演化方程(Probability density evolution equation, PDEE)时，总变差减小(Total variation diminishing, TVD)性质差分法计算的结构响应标准差通常无法满足精度要求。该文分别对比了不同差分时间步长下单边差分、Lax-wendroff (L-W)双边差分和TVD差分三种PDEE数值求解方法的计算精度。为提升TVD差分的求解精度，该文提出了差分时间步长的合理选取方法和正态分布型初值条件，并通过数值算例验证了时间步长选取方法和正态分布型初值条件的准确性及普适性。数值算例结果表明:L-W双边差分法的样本离散性最小，误差允许范围内可采用的时间差分步长最大；当仅关注均值和标准差等统计指标时，建议使用L-W双边差分法；利用该文方法可有效降低TVD差分所带来的数值误差；正态分布型初值条件的标准差大小等于空间离散步长时，可以获得最小均值误差。     

长细比对螺旋箍筋柱轴心受压承载力的影响

在GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中,螺旋箍筋柱轴心受压承载力计算公式未能定量反映长细比的影响,与普通箍筋柱计算公式及国内外其他有关规范公式的差异较大。为了定量分析长细比对螺旋箍筋柱轴心受压性能的影响,基于ANSYS软件建立了钢筋混凝土螺旋箍筋柱的精细化弹塑性有限元模型,采用经过验证的有限元模型开展了不同直径和长径比的螺旋箍筋柱轴心受压加载破坏过程的有限元分析。结果表明：螺旋箍筋柱的承载力随着核心区长径比的增大而逐渐降低,当长径比由2增大至5时,其承载力降低幅度在3.7%以内;当长径比达到15时,其承载力较长径比为2时相应值降低了25%。在计算分析的基础上,提出了螺旋箍筋柱轴心受压承载力计算公式中稳定系数的取值建议。     

一种基于频率的损伤识别新方法

运用摄动方法和线弹性断裂力学理论讨论了基于模态分析的梁型结构无损检测方法。从理论上推导了利用测得的少数前几阶固有频率,来识别裂纹位置和裂纹深度的算式。通过试验结果验证,表明方法简单可行,对解决工程实际问题具有一定的参考价值。     

局部火灾下多层钢-混凝土组合平面框架抗火性能分析

采用考虑高温蠕变的钢材热-力耦合本构关系及考虑高温徐变和瞬态热应变的混凝土热-力耦合本构关系模型,利用ABAQUS有限元分析软件建立火灾下钢管混凝土柱、钢-混凝土组合梁等构件以及节点和单层单跨框架结构的温度场和结构抗火分析的有限元分析模型,计算结果得到已有试验结果的验证。在此基础上设计一榀3层3跨钢-混凝土组合平面框架模型,建立局部火灾下该平面框架的温度场与结构抗火性能分析模型,研究局部火灾下钢-混凝土组合平面框架的抗火性能并分析其失效模式,对该平面框架的耐火极限、梁柱变形规律及柱底截面内力变化规律进行分析,并对是否考虑钢梁与混凝土板相互作用对框架梁抗火性能的影响进行研究,对梁先失效模式下框架梁与简支梁、固支梁的抗火性能进行对比分析,对柱先失效模式下钢管混凝土框架柱与两端固支钢管混凝土单柱的抗火性能进行对比分析。结果表明:梁先失效模式下考虑钢梁与混凝土板的相互作用可以充分发挥钢-混凝土组合梁的抗火性能,框架梁的抗火性能要优于简支梁且接近并略低于固支梁,柱先失效模式下两面受火时单个钢管混凝土边柱的抗火性能为框架边柱抗火性能的上限,两面受火与四面受火时单个钢管混凝土中柱的抗火性能与相应框架中柱的抗火性能较接近。