均布荷载作用下钢-混凝土组合梁滑移及变形的理论计算

对均布荷载作用下简支钢-混凝土组合梁的滑移及其对组合梁变形挠度影响的理论计算进行了研究.利用Goodman弹性夹层假设及弹性体变形理论,推导了简支钢-混凝土组合梁的界面滑移和挠度变形的理论计算公式.该理论公式既能描述组合梁的界面滑移规律,也体现了界面滑移对组合梁变形挠度的影响.该理论公式将为钢-混凝土组合结构极限承载力和变形挠度的有限元计算提供理论基础.     

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。     

疲劳荷载作用下钢筋混凝土梁的刚度退化规律及计算公式

对承受疲劳荷载反复作用的钢筋混凝土结构而言,疲劳是一种重要的损伤形式,如何判断和描述其损伤程度是结构损伤与寿命评估领域的一大难题。结构刚度会随损伤发展而逐渐发生不可逆的退化,刚度退化与疲劳损伤之间存在一定的内在关联,且刚度测试简单易行,开展了一系列的疲劳试验研究刚度退化规律和计算方法。通过疲劳试验观测,钢筋混凝土梁刚度退化呈现出非常明显的三阶段规律,刚度退化曲线符合"S"型形态。根据刚度退化规律对试验数据进行拟合,得到可用于计算钢筋混凝土梁刚度退化程度的公式,该公式与10根试验梁的试验结果吻合度较好,能够实现对刚度退化的描述。利用钢筋混凝土梁刚度退化计算公式,可以预测结构在服役过程中的变形发展情况,也可以进行结构疲劳损伤、性能退化程度判定及剩余寿命预测。     

建筑物中多点支撑管道系统地震反应谱计算方法

为了保证建筑物功能完好、减小经济损失和方便灾后救援,有必要对地震激励下建筑物中管道系统的抗震性能进行准确评估和合理设计。开展了建筑物中管道系统地震响应计算方法的研究工作,基于虚拟激励法对管道系统地震响应表达式进行了理论推导,继而指出前人所提方法存在显著缺陷：其无法计算管道系统支撑附近自由度的相对位移,为弥补此缺陷,修正相应理论基础,推导了基于地面反应谱的管道系统地震响应计算的统一表达式,并采用地震白噪声假定给出了简化公式。通过数值算例验证了方法的有效性,并阐述了其实际应用范围。     

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。     

基于模态叠加法和直接刚度法的列车-轨道-桥梁耦合系统高效动力分析混合算法

为提高列车-轨道-桥梁耦合系统（Train-Track-Bridge Coupled System,TTBS）动力分析的计算效率,该文基于作者之前提出的TTBS动力分析混合模型,结合模态叠加法和直接刚度法,提出了一种改进的混合方法（Improved Hybrid Method,IHM）。该方法中,列车动力方程通过多刚体动力学方法建立;轨道结构动力方程通过直接刚度法建立以准确求解其高频局部振动响应,桥梁结构动力方程通过模态叠加法建立以降低其自由度数目。列车和轨道结构通过轮轨线性Hertzian接触关系耦合为列车-轨道耦合时变子系统,轨道与桥梁间通过轨-桥相互作用力的平衡迭代实现耦合。首先以朔黄重载铁路32 m简支梁桥现场试验数据验证了该文方法的正确性。然后,以CRH2型高速动车组通过万宁系杆拱桥为例,探究了桥梁振型数量对动力响应指标计算精度的影响规律,最后,对比三种不同的列车-轨道-桥梁耦合系统动力分析方法的计算结果及耗时,结果表明：同样的计算精度下,该文方法具有更高的计算效率。     

混凝土确定性及随机性损伤本构模型研究进展

混凝土损伤本构模型的建立对表征混凝土力学行为与认识其本质至关重要。从确定性与随机性两个层面梳理了国内外混凝土损伤本构模型的研究历史和最新进展情况,针对不同模型的损伤定义方式、损伤演化规律、损伤物理机制等进行探讨,通过对比分析总结了混凝土材料的非线性、随机性和动力荷载下的率敏感性等特征,提出发展混凝土损伤本构模型的关键问题,为建立更完善的混凝土损伤本构模型提供参考。     

混凝土与各向同性岩石强度理论研究进展

强度理论是研究复杂应力状态下材料是否破坏的理论,该文总结了古典强度理论以及混凝土和各向同性岩石等两类现代强度理论,将各项同性现代强度理论分为剪应力强度理论、八面体强度理论与主应力强度理论。通过收集国内外已有相关三轴实验数据对各种主要强度理论进行论述、比较与评价,在此基础上对混凝土和各向同性岩石的主应力空间损伤比强度理论进行展望。     

高速铁路简支梁桥地震反应特性研究

近年来高速铁路建设方兴未艾,地震作用下的高速铁路桥梁动力响应问题日益引起公众及研究者关注。基于有限元法,建立了高速铁路多跨简支梁桥的杆系单元全桥空间分析模型和单墩实体模型,利用有限元软件及弯矩-曲率关系程序,计算了不同地震强度、不同地震荷载组合下高铁桥梁在是否考虑桩土作用、不同车速以及不同墩高等工况下的弹塑性地震反应,分析了不同参数影响下的地震反应特性。计算与分析结果表明: 地质条件较好的情况下,桩土作用对地震响应的影响较小,可以采用简化方法考虑桩土作用;随着地震强度、车速和墩高等参数的增加,桥梁动力响应相应增加;地震波频谱特性对结构地震响应影响较大;桥墩在罕遇地震作用下会进入弹塑性状态,塑性铰在墩底形成,应加密墩底横向钢筋以保证其塑性变形能力。     

钢筋混凝土矩形薄板徐变效应分析

基于弹性薄板理论和按龄期调整的有效模量法思想,分析钢筋混凝土矩形薄板徐变效应,建立了考虑混凝土徐变和钢筋约束影响的时变弹性曲面微分方程,并给出了四边简支和四边夹支的钢筋混凝土矩形薄板的徐变效应计算公式,可方便求解任意时刻薄板挠度和混凝土、钢筋的应力.