基于OpenSees平台的钢管混凝土结构力学性能数值模拟

基于非线性纤维梁-柱单元理论,以OpenSees为求解平台分别进行了钢管混凝土结构滞回曲线计算和弹塑性动力时程分析等数值模拟,计算结果与试验吻合良好。钢管内核心混凝土采用考虑钢管约束效应的应力—应变关系,钢材采用随动强化本构模型。在传统纤维模型法的基础上,通过直接在截面层次定义非线性剪切恢复力的方法建立了考虑非线性剪切效应的剪力墙结构数值模型,结果表明该模型能较好地模拟组合剪力墙的抗剪承载力、捏缩效应以及刚度退化等力学性能。对输入不同地震波下钢管混凝土框架体系的动力时程分析表明,基于OpenSees求解平台的非线性纤维模型法能够较好地模拟钢管混凝土框架结构的非线性动力特性。     

某外海工程超长大直径钢管桩变形原因简析与加强方案研究

某外海工程在沉设超长大直径钢管桩施工过程中,发生钢管桩在海床泥面附近严重变形的情况。通过对本工程超长大直径钢管桩产生变形的可能性原因进行分析,同时对其变形处局部加强处理方案进行一系列的研究论证,并对加强处理方案进行比选优化后,最后采用一可靠的加强处理方案。为类似工程避免发生此类质量事故和钢管桩局部变形水下加强处理提供参考。     

复配型席夫碱缓蚀剂对碳钢在海水中缓蚀性能研究

设计了由邻氧乙酸苯甲醛-4-吡啶甲酰腙席夫碱80 mg/L,邻香草醛脱氢枞胺席夫碱6 mg/L,ZnSO4 50 mg/L,Tween-80 100 mg/L四元复配缓蚀剂,通过失重法、极化曲线法和电化学交流阻抗技术,研究了该复配缓蚀剂在模拟现实使用环境中的缓蚀性能。结果表明,该复配缓蚀剂的缓蚀率受海水盐度的影响不大,但该复配缓蚀剂的缓蚀性能受海水温度和海水流速的影响较大,当温度低于50℃和流速较低、缓蚀剂浓度为临界浓度时,缓蚀剂对碳钢有很好的抑制作用,而有锈试样和间浸实验发现高浓度的复配缓蚀剂可以抑制碳钢的腐蚀。     

地震作用下的导管架海洋平台结构动力优化设计研究

把导管架海洋平台看作钢框架结构，并把优化方法用于结构的抗震设计中；以结构的总重量最小为优化目标，导管的平均直径和壁厚作为设计变量，考虑强度、刚度和稳定等约束条件。通过渤海BZ28—1油田储油平台为例进行了计算，计算结果表明，此方法对海洋平台的设计具有一定的参考意义。     

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应

触地段(Touchdown zone, TDZ)是在役钢悬链线立管(Steel catenary riser, SCR)的关键部位,在复杂载荷作用下,极易形成损伤缺陷,其载荷寿命的评估是深海结构工程中的一个关键问题。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台,运用损伤管道实体单元与土弹簧阻尼单元相互作用的模型模拟触地段损伤海底管道在复杂载荷作用下的动力响应,数值计算考虑了管-土相互作用过程中的材料非线性、几何非线性以及接触非线性。讨论了单一环向体积损伤位于触地段管道的不同位置时,触地段损伤管道在不同载荷作用下的动力特性及特征点的动力响应。结果表明,管道所受内外压力以及管道提升端的竖向位移载荷会影响结构的自振频率;体积损伤部位的动力响应较完好部位更剧烈;体积损伤的位置和动力载荷频率对管道动力放大系数的影响很大;当动力载荷的激励频率越接近结构基频时,损伤管道的动力响应及动力放大系数越大。     

不同跨高比对多层钢框架内填混凝土深梁结构抗震性能影响

为了研究不同跨高比多层钢框架内填混凝土深梁结构的抗震性能,在钢框架内填混凝土深梁滞回性能试验的基础上,利用ABAQUS对六层纯钢框架（结构一）、钢框架内填跨高比为2混凝土深梁结构（结构二）和钢框架内填跨高比为0.75混凝土深梁结构（结构三）进行弹塑性时程分析。结果表明:内填混凝土深梁使结构整体刚度明显增大;在地震波的作用下,结构二的最大顶点位移降低可达58.3%,结构三的最大顶点位移降低可达89.3%,内填混凝土深梁,结构的抗侧移性能得到了极大改善,且随着深梁跨高比的减小而大幅度提升;结构二滞回曲线饱满,呈现纺锤形,混凝土深梁充分起到了第一道防线作用。经济合理的钢框架内填混凝土深梁结构具有一定的工程应用价值。     

Seismic analysis of diagrid structural frames with shear-link fuse devices

This paper presents a new concept for enhancing the seismic ductility and damping capacity of diagrid structural frames by using shear-link fuse devices and its seismic performance is assessed through nonlinear static and dynamic analysis.The architectural elegancy of the diagrid structure attributed to its triangular leaning member configuration and high structural redundancy make this system a desirable choice for tall building design.However,forming a stable energy dissipation mechanism in diagrid framing remains to be investigated to expand its use in regions with high seismicity.To address this issue,a diagrid framing design is proposed here which provides a competitive design option in highly seismic regions through its increased ductility and improved energy dissipation capacity provided by replaceable shear links interconnecting the diagonal members at their ends.The structural characteristics and seismic behavior(capacity,stiffness,energy dissipation,ductility) of the diagrid structural frame are demonstrated with a 21-story building diagrid frame subjected to nonlinear static and dynamic analysis.The findings from the nonlinear time history analysis verify that satisfactory seismic performance can be achieved by the proposed diagrid frame subjected to design basis earthquakes in California.In particular,one appealing feature of the proposed diagrid building is its reduced residual displacement after strong earthquakes.     

方钢管混凝土框架在低周反复荷载作用下的非线性有限元分析

本文建立了方钢管混凝土框架结构的三维非线性有限元分析模型,用以研究方钢管混凝土框架在低周反复荷载作用下的抗震性能。该模型考虑了钢与混凝土的粘结滑移作用。通过与方钢管混凝土框架结构在低周反复荷载作用下试验所得的滞回曲线和刚度退化曲线的对比,发现该模型的计算结果较为精确,可以应用于方钢管混凝土框架的结构分析中。同时由试验和有限元分析计算的结果也可以得出结论,方钢管混凝土框架具有较好的抗震性能。     

小口径钢管桩与固结灌浆技术联合应用于岩溶地基处理

以工程实践为例,简述复杂岩溶地基处理中小口径钢管桩与固结灌浆技术联合应用的设计、施工工艺及应用效果。     

大跨度钢桁架转换结构振动台试验研究

以某带高位大跨钢桁架转换结构高层建筑为工程背景,进行了1/25缩尺比例的模型振动台试验,通过粘贴在钢桁架杆件上的应变片,测试了输入不同加速度峰值地震波作用下钢桁架的地震响应。在加速度峰值0.9g地震波作用下,两端支承钢桁架筒体剪力墙才出现裂缝,表明连接部位剪力墙受力性能较好;人工波作用下结构的地震响应最大,层地震作用力在钢桁架转换结构层有突变;试验中随模型结构裂缝发展和抗侧刚度衰减,层地震作用力分布发生变化,其中钢桁架转换结构层承担地震力相对减小,钢桁架应变反应也相对趋缓;钢桁架两端杆件受力较大,表明支承剪力墙对钢桁架的约束作用较大。