桥梁结构在地震和冰荷载作用下的响应

本文采用杆系有限元方法,研究了桥墩结构在地震和冰荷载作用下的响应问题。根据桥梁的结构特点,建立其力学模型,考虑柱墩受支座的约束作用,推导了桥墩结构的动力平衡方程,分别研究桥墩结构在地震和冰荷载作用下以及在其共同作用下的响应问题,比较了考虑柱墩受支座的约束作用与不考虑柱墩受支座的约束作用2种情况下桥墩结构的响应问题,为研究桥墩结构在多荷载作用下的响应问题提供理论依据。     

冰振反应谱问题研究

本文总结了国内外冰荷载的有关研究规定及现状。冰荷载对跨江桥梁及海洋平台的激振干扰,严重影响人们的正常生活和生产,因此,急需搞清定量的冰振依据和制定合理的抗冰设计方法。因为冰荷载与地震荷载均为随机过程,有类似之处,因此,本文从工程实际出发,就国内外海洋工程冰荷载研究存在的不足之处,根据结构抗震理论的思想提出了结构抗冰反应谱的研究方法,为结构抗冰振动分析提供一种简便、实用的分析方法。     

桅杆结构竖向杆件损伤位置识别的时域方法

桅杆结构在工程上应用广泛,但破坏事故时有发生,竖向杆件是其损伤发生的主要部位之一。由于桅杆结构具有强非线性,已经发展得比较完善的基于频域的损伤识别方法不适用于桅杆结构,对其进行损伤诊断成为一大难题。本文利用桅杆结构长细比大、柔性强的特点,探讨了竖向杆件刚度变化与节点水平位移响应的关系,并提出了基于水平位移时程响应的竖向杆件损伤位置识别的指标,说明了竖向杆件损伤的时域识别步骤,通过几个数值算例证明该指标能对损伤的竖向杆件位置准确地进行识别,最后,分析了信号测量噪声对识别指标的影响。     

角钢高压输电塔疲劳寿命计算与分析

输电塔结构长期受到风、雨等环境荷载作用,常常发生高周疲劳破坏甚至倒塌,但到目前为止该方面的研究还很缺乏。本文以一500kV酒杯型输电塔结构为工程对象,模拟了风荷载时程;通过计算得出结构的危险杆件,利用雨流法统计出应力时程;并基于损伤容限理论和断裂力学理论,计算了输电塔的疲劳寿命。结果表明,结构构件的疲劳破坏对于输电塔整体寿命有重要影响,需要有针对性的防范与加固。     

板柱结构中柱节点抗震性能的试验研究

通过5个板柱结构中柱节点的水平低周反复荷载试验,研究了中柱节点的延性、滞回特性、耗能能力和破坏形态。实验结果表明,水平荷载作用下中柱节点主要有弯曲破坏和冲切破坏2种破坏形态,板中钢筋的配筋率是影响节点破坏形态的主要因素之一,板柱结构中柱节点的抗震性能要比框架结构的梁柱节点差。     

冲击荷载作用下混凝土破坏强度的确定及CT验证

从细观结构出发,把混凝土看作由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料,建立随机骨料模型,应用损伤塑性本构,对试件进行了冲击荷载作用下的数值模拟,通过施加不同的加载方式,研究材料的损伤破坏过程,最终以位移加载得出荷载-位移曲线的峰值强度作为细观混凝土试样的破坏强度.通过对混凝土进行冲击荷载作用下的实时CT扫描,得出试件的荷载位移曲线及各个应力阶段的CT图像,发现数值模拟所得混凝土强度及破坏过程与CT观测到的结果有较好的相似性.结果表明,利用该方法研究混凝土在冲击荷载作用下的损伤破坏过程是合适的,以荷载-位移曲线的峰值点作为混凝土破坏强度点是合理的.     

冰荷载的实验研究与计算方法

本文阐述：（１）我国自１９８８年以来冰荷载实验研究概况；（２）世界各国冰荷载实验研究的概况及各国规范中规定的冰荷载公式；（３）我国在冰荷载研究中取得的成果；（４）现有冰荷载公式的特点与应用限制；（５）桥梁系统在冰荷载作用下的结构反应；（６）我国冰荷载的实验研究评价；（７）研究总结；（８）冰荷载作用下桥梁的计算。     

自然腐蚀环境下钢筋混凝土梁疲劳应用性能试验研究

在海岸与近海结构工程中被广泛应用的钢筋混凝土构件,由于长期处在有海水腐蚀、干湿交替和循环荷载的严酷环境中,导致钢筋因侵蚀结构严重损伤。本文对6根钢筋混凝土试验梁进行了腐蚀与循环荷载作用下的疲劳试验研究,循环荷载幅值设计为2%～40%P_u和2%～60%P_u两种,对试验梁在大气环境中、淡水环境中和海水腐蚀环境中疲劳破坏情况进行试验探索,研究在三种环境与循环荷载作用下钢筋混凝土构件的力学性能及刚度损伤演化规律,同时分析了破坏形态、裂缝宽度、挠度的发展规律和疲劳寿命。结果表明:腐蚀与循环荷载共同作用下,短期内腐蚀溶液不会对梁内部钢筋造成显著影响从而降低耐久性;在循环次数达到一定范围内,试验梁耐久性降低42%,其中两个试验梁在循环荷载上限为0.6P_u时的耐久性分别降低54%和37%。     

底框上部砌体结构抗爆性能研究

在GSA标准分析法基础上提出两阶段分析法,采用ANSYS/LS-DYNA建立了一个7层底框砌体结构的三维有限元模型,对爆炸荷载作用下底框砌体结构连续倒塌过程进行模拟。根据爆炸荷载引起的结构局部性破坏,对局部采取适当的防爆抗爆措施防止结构的连续倒塌。通过改变砌体材料的强度等级、纵向配筋率、粘贴玻璃纤维复合材料、粘贴钢板、柱网尺寸、墙体开洞以及底框层数,得到底框砌体结构在爆炸荷载作用下的响应规律和破坏情况以及结构墙体中砌体材料、钢筋的应力和位移随时间的变化规律,为底框砌体结构的防爆设计提供理论基础和有价值的参考数据。     

强震作用下框架支撑结构的破坏机构及其极限荷载

针对单层框－桁结构体系,运用结构塑性极限分析原理给出了在罕遇地震作用下可能出现的破坏机构及相应的极限荷载半解析解。通过比较分析,得出最可能出现的几种破坏机构,从而可求出最小的破坏地震作用。     

Pushover分析方法中各种不同的侧向荷载分布方式的影响

目前基于性能的抗震设计研究方兴未艾，其中pushover分析方法作为目前主要的可供操作的抗震设计方法得到广泛的研究。在pushover分析方法中，其中一个关键的问题就是侧向荷载分布方式的确定，因此对各种不同荷载分布方式作综合的分析与比较研究非常有必要。总结了前人所提出的各种不同的侧向荷载分布方式，同时提出一种新的瞬时适应性的侧向荷载分布方式，通过两个实例分析比较了各种不同荷载分布方式的适用范围、有效性及其对结构弹塑性分析结果的影响。     

简谐荷载下单层球面网壳动力失效机理研究

以具有实际工程意义的40m跨度K8型单层球面网壳为研究对象,采用ANSYS程序的Pipe20单元,考察不同矢跨比网壳在不同频率的简谐荷载作用下,随着荷载幅值的逐渐增大,其宏观和微观响应的变化,详细阐述了2类破坏行为的规律,并通过一定规模的参数分析,给出单层球面网壳动力强度破坏判别准则.     

横风向旋涡脱落的共振分析及在工程上的应用

结构在风荷载作用下，不但会出现顺风向平均风响应和脉动风引起的风振响应，而且必然同时出现横风向旋涡脱落风振，当横风向旋涡脱落频率与结构的某阶自振频率一致时，结构会产生极大的横风向共振，以致引起结构的损坏或破坏。在阐述横风向旋涡脱落频率共振的基本原理基础上，结合工程实际，对某一电信楼的避雷针结构进行了横风向风振(旋涡脱落)的校核与计算，得到了一些有益的结论与建议，为避雷针的进行风振控制提供了可靠的参考依据。     

钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

通过2榀具有同一外形尺寸及用料的钢管混凝土框架在低周往复荷载下的试验，研究了该类型结构的破坏形态、变形特点，荷载一位移滞回模型及结构耗能比，分析了钢管混凝土框架结构的受力特点及抗震性能，为工程设计提供了试验依据。     

纤维砂浆带加固砌体墙片的抗震性能研究

针对低烈度区砌体结构房屋抗震的需要,本文提出利用纤维砂浆带加固砌体墙的一种廉价抗震方案。运用有限元分析软件Ansys10.0进行数值模拟分析,探讨这种加固方案的可行性,并在此基础上进行试验研究。通过纤维砂浆带加固砌体墙片在低周反复荷载作用下的试验,对墙片的破坏特征、裂缝的发展过程、滞回特性、结构延性等技术指标进行对比分析,结果表明,采用纤维砂浆带加固砌体墙有助于提高墙体的开裂荷载,增加结构的延性,改善墙体的抗震性能。     

全装配式预制混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究

采用足尺模型对比试验方法对现浇高强混凝土梁柱组合件、预制混凝土结构高强混凝土后浇整体式梁柱组合件和高强预制混凝土结构全装配式梁柱组合件在低周反复荷载作用下的开裂破坏形态、滞回特性、骨架曲线、强度与刚度退化特性、耗能能力、节点核心区域的剪切变形、梁端与柱端的转动变形等抗震性能指标进行了系统研究。结果表明：高强预制混凝土结构后浇整体式梁柱组合件与现浇高强混凝土结构梁柱组合件具有相同的抗震能力，全装配式预制混凝土梁柱组合件的抗震性能和主要抗震性能指标与现浇高强混凝土梁柱组合件和预制混凝土结构后浇整体式梁柱组合件存在明显的差异。对于实际工程应用，应采取必要措施增加全装配式节点的耗能能力。     

悬吊式钢混结构体系抗震试验与分析

悬吊式钢混结构体系是一种新型结构体系，通过一榀1／2比例此种框架的拟静力试验，研究了这种结构在低周反复水平荷载作用下的受力特点、变形和耗能能力以及破坏机理等，试验表明此种框架与传统异形柱框架的性能不同，为此种结构体系的应用提供了试验基础。     

循环荷载作用下桩周土体强度弱化特性试验研究

软黏土地基在循环周期荷载的连续作用下不会发生液化现象,但是随着循环荷载的周期、振幅、应力的不断增加,土体的有效强度会不断降低,从而引起土体破坏。特别是桩结构在工作期间除了要承受竖向的荷载外,还将受到波浪、冰荷载以及船的撞击荷载。这些荷载一般都具有往复作用的性质,这种往复荷载作用期间会使桩周土体产生疲劳效应,土体结构发生破坏,引起桩周土体的弱化。通过室内动三轴模拟天津码头区域桩周土承受的静（结构荷载）、动（波浪荷载）组合作用,对振动前后桩周土体的强度弱化情况进行研究,试验获得该区域桩周土体在周期荷载作用下,土体土体强度的变化关系。同时提出一个相对较简单且符合试验规律的天津地区桩周土的强度弱化公式,为该地区土体弱化的评估提供参考依据。     

地下结构偶然性内爆炸效应研究

近年来频繁出现的恐怖爆炸和各种偶然性爆炸破坏建(构)筑物事件,愈益凸显出建筑物防爆炸灾害的重要性。发生在建筑物内的爆炸由于处于相对封闭的环境中,爆炸产生的冲击波流场和对建筑结构的破坏效应与发生在自由空气中的爆炸情况不同,内爆炸产生的工程破坏效应、爆炸冲击波在相对封闭空间内的传播特性和对结构的作用荷载规律以及对爆炸破坏     

罕遇地震下多、高层支撑体系塑性极限的计算机分析

根据已建立的框架-斜撑结构的在水平地震作用下的破坏模式和极限承载力表达式，编制了计算程序。通过程序计算，可以得出结构在不同破坏模式下的承载力值。通过对承载力值进行分析，可以确定结构在水平地震作用下的最小荷载和最可能破坏模式。