若干结构参数对索膜结构的褶皱影响分析

采用刚度等效的方法,将膜结构等代成经纬向的索网结构进行荷载分析。根据空间索元几何非性有限元的U．L．列式法,编制了索膜结构的荷载分析程序。通过算例,讨论了荷载分析中,膜的初始应力边索预张力、矢跨比、膜材张拉刚度和经纬向应力比等结构参数的不同取值对膜结构褶皱的影响。     

飞艇囊体膜材弹性常数双向拉伸测试与分析方法

飞艇囊体膜材弹性常数是飞艇结构设计、结构分析的基础.根据正交异性平面应力模型假设,推导了膜材4参数列式,经纬向模量与泊松比.介绍了膜材双向拉伸试验方法、试件设计与加载.以单向反复试验确定膜材经纬向张拉刚度比值,由双向拉伸试验最小二乘法拟合应力应变曲线得耦合弹性模量值,考虑测量数据误差模型,推导出膜材双向拉伸试验解耦弹性常数计算值列式.最后分析得到了系列飞艇囊体膜材弹性常数.本文对飞艇结构设计与研究具有参考价值,试验与分析方法可用于建筑膜材弹性常数测试与计算.     

复材管-混凝土-钢管双管组合长柱轴压稳定试验研究

为探究长细比对复材管-混凝土-钢管双管组合长柱极限荷载的影响,对4根长柱试件和1根短柱试件进行轴压试验。研究结果表明:双管组合长柱均为跨中复材管的受压侧出现环状白斑带、受拉侧出现环状受拉裂纹而失稳破坏,且表现出极好的延性。基于试验结果,分析提出了考虑长细比影响的双管组合长柱轴压极限荷载的计算式。     

复杂环境及荷载共同作用下CFRP加固高强钢筋-混凝土梁受力性能试验

为研究冻融循环、湿热环境、持续荷载等因素共同作用对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固高强钢筋混凝土梁耐久性的影响,制作了15根CFRP加固钢筋混凝土梁。对荷载和环境因素耦合作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的结构性能进行了试验研究和理论分析。结果表明:湿热环境和冻融循环都会对CFRP加固钢筋混凝土试件产生不同程度的影响;采用CFRP加固钢筋混凝土梁将增加试件刚度,但环境作用使得黏结界面劣化,从而使加固试件刚度降低,变形增大;持续荷载会加速环境对CFRP加固钢筋混凝土试件的劣化速度,并且随着荷载等级的增大,影响越来越明显;相同环境作用下,持续荷载使得试件极限承载力降低,并且随着持续荷载的增加,试件承载力降低加快;经受150次冻融循环、湿热1 000 h作用时,持续荷载等级为30%,60%试件的承载能力分别下降2.5%,10.2%,持续荷载会加速劣化加固混凝土试件的抗弯性能;温度40°、湿度98%的湿热环境下500 h比冻融循环150次对试件劣化程度产生的影响更为显著。     

有限元模拟膜张力计的平面内张力-平面外位移关系

膜结构施工中膜张力的测量与控制以及使用中膜材张力的检测,是确保膜结构稳定与安全的重要因素。膜张力计是一种简便实用的装置,可以在不破坏膜材且不影响膜内力分布的条件下分别测定纬向和经向的张力。本文用有限元软件ANSYS模拟膜张力计测量FGT-800膜材的初始张力,分别沿着纬向和经向在压力容器范围内施加平面外均布荷载后,通过计算膜平面外最大位移来推算膜平面内纬向和经向的初始张力。用最小二乘法拟合有限元分析结果,得出了更合适的膜张力拟合公式,其中膜张力简化拟合公式相对误差在±4%之内,膜张力联立拟合公式相对误差在±2%之内。     

直埋敷设供热管道垂直荷载计算方法的研究

介绍了四种常用垂直荷载计算方法:《城镇直埋供热管道工程技术规程》法、Marston法、Г·К·Клейн法和棱柱荷载法。给出了计算垂直荷载的土壤垂直压力因数曲线,讨论了考虑沟槽为直壁沟槽或斜壁沟槽、管道为刚性或柔性管道时的垂直荷载计算方法及适用条件。实例计算结果表明,沟槽为斜壁沟槽的Г·К·Клейн法计算结果最小,《城镇直埋供热管道工程技术规程》法计算结果最大;工程实际情况下的垂直荷载在数值上趋近于棱柱荷载。     

抗爆门抗爆性能实验研究

抗爆门结构设计尚无现成设计标准、规范可循,设计结果可能会出现安全性不足或过于保守等情况。对抗爆门试件采用等效荷载法进行设计并对其抗爆性能进行了实验,通过测试作用于试件上的冲击波压力荷载和试件在冲击波压力荷载作用下的动态应变,研究了抗爆门试件在爆炸冲击波压力荷载作用下的抗爆性能和动力响应特性,供抗爆门设计参考。     

预制装配混凝土剪力墙结构新型装配技术试验研究

对预制装配混凝土剪力墙结构的承载性能、抗震性能进行了试验研究。根据预应力筋截面面积不同,预拉力值不同共设计制作了8个装配混凝土剪力墙试件以及1个现浇模型试件。在试验室条件下进行低周水平反复荷载试验,研究了试件承载力性能、预应力筋的应力变换以及试件耗能能力等,得出以下几点结论:预应力预制装配试件承载能力高于现浇试件,预应力筋截面增大一倍可使试件模型峰值荷载增大约19%,屈服荷载增大约10%;增大预应力筋截面面积或增大预应力筋预拉力导致结构耗能能力降低。     

单轴拉伸荷载对混凝土渗透性的影响规律研究

研究了拉伸荷载下混凝土渗透性测试方法的可靠性。单轴拉伸荷载通过碟簧及应力传愂器迚行恒载控制，开发出了在荷载状态下测试混凝土中氯离子扩散系数的装置。将加载一定荷载的混凝土试件采用“NEL法”迚行在线渗透性测试，实现了持续荷载下混凝土渗透性的测试。     

稳态法测试保温材料导热系数的系统性误差

导热系数是保温材料最重要的热物理性能,对其进行准确的测试具有十分重要的意义。测试过程会受到方法及一些不可控因素的影响,因此测试结果的准确性需要被对比验证。本文以热流计法和防护热板法为例,对常用保温材料膨胀聚苯乙烯板(expanded polystyrene,EPS)的导热系数进行测定。实验采用不同厚度的试件进行测试。实验结果表明试件的热阻随试件的厚度的增加而线性增大;而导热系数作为材料的固有属性,也随厚度增加呈现上升趋势,说明了对测试结果进行修正的必要性。分析结果显示修正后材料的导热系数与试件厚度无关,通过2种方法得到的导热系数差异为2%,准确性较高。热流计法和防护热板法得到的测试导热系数与修正导热系数的最大差异分别为16%和25%,证明了测试中的系统性误差需要被考虑和修正。     

超声波作用下海水淡化温度响应

为了寻求超声波雾化作用下蒸发的最适宜温度,对不同盐度情况下海水蒸发速率的温度响应进行试验研究;建立了超声波雾化作用下蒸发温度响应模型,分析了温度对超声波海水蒸发速率影响的微观机制．经过试验研究发现：超声波雾化作用下蒸发的最适宜温度为50-65℃;雾化过程中温度和蒸发速率呈很好的线性关系．超声波雾化过程中能够产生动量积聚,在超声波和表面张力波两者频率相近时激发共振,从而克服海水表面张力,加速水分子团簇雾化和蒸发．这一机制为海水淡化技术的研发提供了新的思路．     

短纤维水泥基复合材料的拉伸数值分析

提出软弱区的概念,并定义该软弱区为砂浆试件中包含微裂隙、微裂缝或微缺陷的一个局部区域,采用细观力学的方法,假定砂浆试件是由砂浆基体和许多随机分布于基体中的软弱区所组成,基于蒙特卡罗随机抽样原理,实现软弱区单元在砂浆基体中的随机分布,基体单元和软弱区单元材料的非均匀性由Weibull参数来表征,同时假定基体单元和软弱区单元均符合低拉伸材料开裂准则,建立砂浆拉伸数值模型,考虑软弱区分布、Weibull分布参数、细观单元力学参数等对数值试验的影响,全面分析砂浆拉伸开裂的力学行为。在砂浆数值模型的基础上,系统研究短纤维增强砂浆的拉伸开裂及纤维细观力学参数、分布特征等对数值拉伸结果的影响。最后,将数值结果与试验结果进行对比,结果表明,数值模型能较好地模拟砂浆的拉伸开裂和短纤维对砂浆的增强效果,同时由数值模拟得到的砂浆单向拉伸应力–应变全过程曲线与试验结果较为吻合。     

混凝土双轴抗压疲劳损伤特性的超声波速法研究

对混凝土在双轴压疲劳荷载作用下超声波波速的变化规律进行了试验研究。结果表明，穿透混凝土试件自由面的横向波速随着荷载循环次数的增加而发生明显的3阶段衰减，即初始迅速衰减，稳定衰减与临近破坏的急速衰减3阶段，它们分别约占疲劳寿命的10％，80％和10％，而且受侧压水平及疲劳应力水平的影响。基于超声波速定义了损伤变量，建立了混凝土疲劳累积损伤的演化方程，最后提出了在实际工程中运用无损的超声检测法评定混凝土疲劳损伤与结构耐久性的一般方法。     

超声波透射法在检测大直径灌注桩中应用

文中主要介绍了超声波透射法检测大直径桩的原理、检测方法。笔者通过现场工程检测实例,给出了桩存在缺陷时声参量的特征。通过检测结果表明:声波透射法能够准确地判别长桩的缺陷,采用超声波透射法来检测桩身混凝土质量更为可靠。     

混凝土超声波衰减成像中的声场特性研究

针对混凝土超声波层析成像检测中常用的频率,研究了超声波场的指向性及近场区声压的轴向变化规律,其结果表明:对频率为20kHz超声波场,可近似认为声压在各个方向上是均匀的;对40~60kHz的频率段,在进行混凝土超声波衰减成像时,应根据观测方向角的变化对所测振幅值进行方向性校正,并给出了校正计算方法;当频率大于100kHz时,难于进行衰减成像;由近场区轴压图可知:对混凝土超声波成像检测中所用的频率段,观测点均位于声场较稳定的远场区。     

大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,根据逐根张拉的斜拉索施工工艺,建立了张拉过程中索-梁-塔的力学模型;并以斜拉索索力均匀为目标,按正装分析法推导了挂索时单根钢绞线的张拉力计算公式。在此基础上结合等值张拉法,消除了挂索期间温度变化对钢绞线张拉力的影响,并给出了施工和运营过程中的索力测量方法。北方某斜拉桥的工程实践表明:根据该方法确定的单根钢绞线张拉力进行张拉,能够得到较均匀的索力;不论单根钢绞线拉力还是总索力,误差都在5%以内,均能满足施工控制的精度要求;该方法可供同类型斜拉索施工参考。     

抗拔桩变形的弹塑性解析计算

随着城市建设的迅猛发展,抗拔桩作为抗浮基础的主要形式在工程中应用十分广泛。然而国内关于抗拔桩的研究较少,且大部分集中在抗拔桩的承载力方面,对抗拔桩变形分析方法的研究相当有限。在假定桩侧土体荷载传递曲线(p-w曲线)满足理想弹塑性关系、桩侧土体强度随深度为常数或呈线性增长的基础上,推导出计算抗拔桩轴力和变形的弹塑性解析的表达式。通过与模型试验和现场试桩试验结果进行对比表明,该方法能较好地预测抗拔桩的非线性变形,理论预测结果与实测结果是比较吻合的。     

基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用

 根据建立的由岩体波速估算地质强度指标GSI和岩体扰动参数D的计算公式,引入Hoek-Brown准则,给出岩体波速预测岩体力学参数方法(简称岩体波速法)。以中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体力学参数研究为例,并以室内岩石物理力学参数和场区声波测试数据为基础,采用岩体波速法和E. Hoek建议法预测场区的岩体力学参数。结果表明：岩体波速法和E. Hoek建议法所得的结果平均相对误差均较小,两者基本等效,数值模拟结果更进一步验证了工程应用效果的合理性。该方法在试验资料不足的情况下,能为岩体力学参数的快速评价提供一条新途径。     

超声波层析成像技术在混凝土构件中的应用研究

目前,混凝土构件超声测缺一般都采用超声波透过混凝土的信号来判别缺陷状况,该方法对缺陷的大小、性状等难以给出定量的结果,属于定性和半定量方法。在混凝土构件超声检测中引入层析成像技术,首先叙述层析成像的基本理论和算法,并在射线追踪过程中采用二阶段射线追踪方法,在反演过程中采用最小二乘法(LSQR)来保证计算的精度,通过工程实例可以说明采用超声波层析成像技术可提供整个构件测试断面上的完整信息,缺陷评估更直观、准确,信息量更丰富。     

滑移索计算的张力分配与温度补偿法

滑移索在工程实践中得到了广泛应用,然而在当前的通用有限元程序中却没有相应的计算单元,因此本文提出了一种张力分配与温度补偿的计算方法,该方法可以利用通用有限元中已有的单元类型实现滑移索的准确计算。算例分析验证了这种方法的有效性。