碳纤维布加固木结构古建筑弹塑性动力时程分析

根据课题组进行的碳纤维布加固残损木结构振动台试验,采用ANSYS有限元软件,建立了能真实反映其受力性能的有限元模型,通过对其进行弹塑性动力时程分析,得出了加固模型的结构动力特性以及在各种工况作用下的位移最大响应值和加速度最大响应值,求解出了结构各减震层的动力放大系数,并将振动台试验数据与数值模拟结果进行比较。研究表明:加固模型的第一频率为1.325 Hz,有限元模型的自振频率略低于振动台试验整体结构模型的自振频率;随着地震动强度的不断增加,模型各特征点的峰值位移随之增大,柱脚的位移响应值最小,柱头和乳栿顶面的位移差值不大;随着地震动强度的增加,模型各特征点的加速度响应值也逐渐变大,各层的动力放大系数越来越小;通过将有限元模拟的结果与试验结果对比分析得出,有限元计算值与试验值基本吻合,误差在工程允许范围之内,证明了所建有限元模型的合理性。     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

三维应力计的工作原理及误差分析

常规应力状态由3个正应力和3个剪应力共6个分量组成,因此,确定一点的应力状态至少需要6个单向应力计。基于三维应力状态理论,以单向应力计或压力计为基本元件,设计了一种能测试受力体内部三维应力状态的装置。该测试装置由6个单向应力计组成,且应力计的轴线构成四面体的6个棱。考虑测试装置对稳定性、合理性、便利性等技术要求,该四面体的形状可以设计为正四面体和由正方体截取的正三棱锥。根据某一方向上正应力与常规应力状态表示方法中6个应力分量之间的关系,建立了三维应力计各分量与常规应力分量之间的映射关系,并进一步导出了由三维应力计计算常规应力状态的方法及产生误差的原因。     

顷应力混凝土结构在ANSYS中的实现与比较

运用大型通用商业软件ANSYS模拟预应力混凝土在施工阶段的工作状况,分别采用实体切割法、节点耦合法、约束方程法三种方法建立几何模型,预应力的施加采用初应变法和降温法,对这几种方法组合进行了比较,并通过比较给出降温法施加预应力时的温度放大参考系数。     

高强钢组合K形偏心支撑结构的结构影响系数和位移放大系数研究

高强钢组合K形偏心支撑结构是指耗能梁段采用普通钢材(如Q345钢),而框架梁、柱采用高强度钢材(如Q460钢)的结构.耗能梁段在大震作用下剪切屈服耗散能量,而梁柱构件基本处于弹性受力状态,保证地震作用下的塑性变形仅集中于耗能梁段.结构影响系数R是基于性能的抗震设计方法中至关重要的部分,尺取值合理是结构抗震性能设计的关键...     

大型冷却塔设计风荷载取值研究

我国冷却塔建设日趋高大化(塔高远超规范限制165 m)和复杂化(群塔组合复杂多变、周边建筑干扰显著),相应的设计规范和设计经验已无法满足其抗风设计需求。课题组以国内多个(超)大型冷却塔实际工程为例,进行了考虑群塔和周边建筑影响的刚体测压风洞试验,基于试验结果总结归纳了群塔放大系数取值的变化规律;再加载风洞风压时程进行随机有限元分析,计算获得多个典型高度和塔型的冷却塔结构二维风振系数取值,探讨了塔高、群塔干扰和阻尼比等参数对风振系数取值的影响规律。相关结论可为此类超大型冷却塔的设计风荷载取值提供科学参考依据。     

轮压荷载作用下钢轨-吊车梁腹板系统的若干问题研究

利用ANSYS对吊车梁-钢轨系统在轮压作用下的三个问题进行研究并给出相应结论:1)对钢轨间断的情况下腹板边缘的局部承压应力进行分析,提出相当于轨道连续时承压应力的放大系数;2)研究钢轨对腹板弹性屈曲的作用,结果发现,钢轨的作用仅限于扩散应力;在腹板上沿应力分布给定的情况下,上边缘钢轨的抗弯刚度对腹板的稳定性没有影响;3)对消除弯矩影响的腹板在承压应力作用下的屈曲进行分析,提出屈曲系数近似公式。     

钢筋混凝土框架结构位移放大系数能力分析

结构位移放大系数能力值是预测结构最大变形能力,确定结构之间最小距离,防止结构在地震作用时因相互碰撞而发生倒塌的关键设计参数。但是目前我国结构抗震规范中并没有引入结构位移放大系数的概念。考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范设计了17个典型RC框架结构,采用OpenSees进行有限元建模与分析,并采用结构振动台试验数据和拟静力试验数据对有限元模型进行验证。分别采用非线性静力方法和非线性动力方法,对所设计典型结构的地震反应进行了分析,得到了按现行抗震规范所设计结构的位移放大系数能力值的取值及其变化规律。分析结果表明,采用结构位移放大系数能力值,可以预测结构临界倒塌状态时的结构最大弹塑性变形。按我国现行抗震规范设计的VI、VII、VIII度RC框架结构,位移放大系数能力值的最小值分别为15、10、5,具有良好的变形能力。结构位移放大系数与结构反应修正系数的比值(Cd/R)在0.8～1.2范围内,这和NEHRP推荐条文中的取值相近,但稍微偏大。     

大跨屋盖结构下压风荷载确定方法与实例分析

介绍了几种大跨度屋盖结构下压风荷载的计算方法,并以某大型体育场屋盖为例,通过引入峰值因子和位移匹配度判据,分析了等效荷载作用下位移响应值和空间分布的合理性。研究结果表明,按比例放大的阵风荷载因子法和动力放大系数法,当计算基准值较小时,得出的放大倍数过高,将导致除等效目标之外的响应值被高估。采用准静态荷载与均匀分布附加风振力的线性叠加方法得出的等效荷载将给出较为合理的位移响应值,其中又以结合LRC方法的等效荷载位移匹配度最高。此外,研究表明若不考虑风洞试验结果,按体型系数+0.2在半跨屋盖上作用均匀风荷载,也能给出基本合理、工程上可用的下压风荷载。     

便携式γ射线液位指示计

在需要低温条件的科研和生产中，人们普遍使用液氮、液氮和液态的氟里昂等液化气体作为冷源，贮藏冷源的低温容器大多采用金属密封罐装结构。而在实际使用时，又往往要求精确地测定液面的高度和及时了解液面高度的变化。因此，用于对密封罐装容器内波位面高度测量的仪器就成为低温领域中必不可少的测量仪器。对于密封罐装容器内液位面的监测，有多种方法。本文介绍一种带有辐射源并利用其电离辐射在穿透物质时，被物质部分地吸收，而这种吸收又与它穿透物质的密度以及穿透物质的总量有关。电高辐射探测器将随电高辐射被吸收情况的变化而给出与之相适应的变化信号。采集并处理这些信号，能使这种液位计监测密封罐装容器内的液位面。