简支薄壁箱梁自由振动的摄动法解析解

为研究简支薄壁箱梁中剪力滞效应对结构动力特性的影响,基于模态摄动法提出了一种求解薄壁箱梁自由振动的新方法.该方法以相同跨度等截面欧拉梁的频率和模态为Ritz基函数,将箱梁自由振动的微分方程组转化为一组非线性代数方程进行求解.对于简支箱梁,可进一步将代数方程组简化为一元二次方程,从而得到精确的特征值和特征向量.在此基础上,利用所得箱梁振动模态的解析表达式,提出了模态剪力滞系数的概念,从而建立了箱梁固有频率和剪力滞效应之间的关系.随后研究了模态剪力滞系数随跨宽比、翼板抗弯刚度和截面抗弯刚度之比的变化规律.计算结果表明:简支梁腹板处剪力滞系数最大且大于1,为正剪力滞效应;随着模态阶数的增加、跨宽比的减小和翼板抗弯刚度和截面抗弯刚度之比的增大,剪力滞效应呈现增大的趋势.     

合龙段温度场的分区时变温升速率计算方法

在桥梁悬臂法施工过程中,合龙段混凝土常由于温度应力而开裂。为采用有限元方法合理的分析合龙段混凝土施工期水化热的温度场,提出了分区时变温升速率计算方法。在该方法中,首先,根据混凝土的浇筑顺序,将合龙段分为n个区域;然后,根据混凝土的绝热温升试验结果和不同区域的浇筑时间,对于每个区域施加不同的随时间变化的温升速率。为验证算法的合理性,对西安市红光路沣河大桥D合龙段进行施工阶段温度场实测。实测和计算的温度结果表明,与不分区相比,分区时变温升速率计算方法的峰值误差和峰值滞后时间更小,温度峰值的计算误差小于5%,可供类似工程施工设计参考。     

混凝土帐篷的构造设计及其性能研究

本文研究了混凝土帐篷的组成、构造和性能,对帆布内水泥基材料的配合比进行了优化,并对混凝土帆布的抗冲击性、耐磨性、防火性进行测定,利用有限元分析帐篷的结构特性。经过各项实验测定,混凝土帆布的三层基本构造为:防火覆盖层、3D纤维网层及防水层,水泥基混合干料均匀分散在防火覆盖层和防水层中间,其中3D纤维网起到均化水泥基混合干料及包裹的作用;经胶砂试验得出以硫酸盐水泥为主要原料的水泥基混合干料最优配合比;通过相关性能试验数据可得:混凝土帆布耐磨损失量性能指标等级为WR-I、抗冲击强度性能指标等级为WR-II,有良好的防火性能,可耐280℃~500℃的高温。     

玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征分析

为研究玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征,设计了一种用于测试该性能的试验装置。采用同一场地的玄武岩和C20、C30混凝土试件,开展30组试件岩-混柱形的界面室内模型剪切试验。根据试验获得的荷载-位移曲线,确定极限抗剪承载力,并计算获得了界面抗剪强度平均值。将试验结果归一化处理后,研究了接触面尺度因素、混凝土设计强度等级和龄期、岩石完整性对界面抗剪性能的影响。试验结果表明：该装置能够有效模拟并试验测试岩石与混凝土界面的抗剪性能;接触面积与模型剪切承载力呈正相关,但与剪切面的高度或直径相关性不大,岩样高度越大则强度试验统计变异系数越小;90%置信概率下,混凝土养护7 d后,混凝土设计强度等级与界面抗剪强度变化不明显;混凝土龄期不大于7 d时其对界面强度有一定的正向影响,龄期增大可降低剪切强度时的极限位移;岩石完整性越好,则岩石与混凝土界面抗剪强度越高。     

结构力学抽象理论实物化教学方法研究

为提高结构力学的教学效果,探讨用实验手段展现结构力学抽象理论的教学方法。该教学方法在经典结构力学教学基础上,增加3个层次的实验教学环节,即通过课堂演示实验加深学生对结构力学中抽象理论的理解,通过理解性实验提高学生理论联系实际的能力,通过学生自主提问、教师引导进行探索性实验,培养主动学习的习惯。将结构力学中的抽象理论实物化,使教学内容更加丰富,增强学生的综合能力,达到素质教育和创新发展的目的。