摘要：针对锌铜合金熔点较低(约460℃±10℃)、高温下热铸锚节点容易失效的问题,对预应力钢绞线热铸锚节点进行了高温抗拉性能试验,获得了高温下试件的破坏模式和抗拉承载力,提出了钢绞线热铸锚节点在高温下极限抗拉承载力计算公式,以及在各荷载比下的临界温度,可用于钢绞线热铸锚节点的抗火承载力验算与防火保护层厚度设计.试验研究表明,温度低于200℃时,破坏模式为钢绞线断裂;温度高于200℃时,破坏模式通常为钢绞线滑脱.温度为150~440℃时,钢绞线热铸锚节点的极限抗拉承载力随温度升高而降低,287℃、340℃、392℃和425℃时的极限承载力分别为常温时的77.3%、39%、35.2%和10.5%.

摘要：为获取高强钢丝和钢绞线的热膨胀变形数据以及高温力学性能指标,通过国产1860 MPa钢丝的热膨胀变形试验研究,得到温度20~800℃下高强钢丝的热膨胀应变,并与已有的钢丝、钢绞线和钢丝束试验结果对比,提出了热膨胀应变拟合公式。通过高温下稳态拉伸试验研究,得到了国产1860 MPa钢丝和1860 MPa钢绞线的破坏模式、应力-应变关系和高温力学性能指标,并与已有的钢绞线、钢丝束试验结果和欧洲抗火设计规范的建议值进行了对比。研究结果表明:高温下不同强度的钢绞线的弹性模量折减系数、断裂应变折减系数试验结果较离散,屈服强度折减系数、抗拉强度折减系数、极限应变折减系数试验结果较接近;在温度300~500℃时钢绞线的断裂应变远大于钢丝,在颈缩阶段的受力性能优于钢丝。欧洲规范中建议的应力-应变关系模型在颈缩阶段不适用于高强钢丝和钢绞线,为此,针对1860 MPa钢丝和钢绞线提出了高温下热膨胀系数和应力-应变关系模型,与试验结果吻合较好。

摘要：临时性活荷载是建筑楼面活荷载的重要部分,但基于荷载单元的传统模型造成现场调查困难,样本匮乏导致临时性活荷载研究长期停滞不前。对此,研究提出了临时性活荷载的解耦随机模型,将活荷载解耦为数量和幅值两种独立随机变量,既可对不同临时性活荷载事件统一建模,也可对荷载的数量和幅值分别采样统计而大大方便了荷载调查。与解耦随机模型相配合,进一步研究了结合目标检测和多目标跟踪的机器视觉调查方法,利用泛在监控设施实现临时性活荷载的持续性调查。以常见人群聚集型临时性活荷载为例,阐述了机器视觉调查方法的实施过程,并通过实际场景下的调查实验验证了调查方法的有效性。解耦随机模型结合机器视觉调查方法为临时性活荷载大样本的获取以及楼面活荷载设计值的研究提供了可行的新方式。

摘要：可恢复功能复合结构体系利用黏滞阻尼等耗能机制可显著提高抗震韧性水平,同时导致其非比例阻尼特征更加突出,采用传统振型叠加法进行响应计算会产生较大误差。为建立该类体系面向抗震韧性的设计方法,该文在前期研究基础上,推导得到可恢复功能复合结构体系分布参数模型复模态正交性条件,建立了该类体系基础激励下动力响应的复模态叠加计算方法。在验证推导正确性后,将该方法应用于两个方面:传统振型叠加法响应计算误差分析和复合体系的设计参数选择。结果表明:相比于振型叠加法只在非比例阻尼不显著的情况具备较好的计算精度,复模态叠加法不仅可以更加准确地计算地震响应,而且可以量化黏滞阻尼对结构响应的控制效果,对于指导该类体系的设计具有参考价值。

摘要：桥梁颤振敏感性表征设计参数对颤振临界风速的影响,是探究桥梁颤振机理与提升颤振性能的重要工具。为帮助设计人员在设计阶段高效精准地获取结构动力特性及颤振导数对大跨度桥梁颤振性能的影响规律,提出一种基于直接微分法的桥梁三维颤振敏感性分析方法。该方法基于系统矩阵的左右特征向量正交特性,构建在设计参数小幅摄动时桥梁多模态耦合颤振规格化条件,结合颤振临界条件得到系统特征值及颤振临界风速对设计参数的敏感性。为检验该方法,以理想薄平板断面简支梁桥为算例,与有限差分方法进行比较,表明该方法具有较高的精度和计算效率。将该方法用于一座大跨度悬索桥的颤振敏感性分析,结果表明:对于采用闭口流线型主梁断面的大跨度桥梁,一阶对称竖弯和一阶对称扭转模态对桥梁颤振影响最大;增大桥梁结构的阻尼比、模态质量及基础扭弯频率比,均会提升桥梁颤振临界风速;颤振导数中,A_(2)^(*)影响最显著,A_(3)^(*)、A_(1)^(*)和H_(3)^(*)的影响次之,其它颤振导数的影响则基本可以忽略。

摘要：矩形钢管-波折钢板组合墙是一种新型剪力墙,通过横置波折钢板连接两侧钢管形成预制钢构件,然后在钢管内及双波折钢板间填充混凝土形成组合墙。为研究矩形钢管-波折钢板组合墙在竖向荷载作用下的承载性能,以管间墙肢长度和栓钉间距为变化参数,完成了5个仅在墙端钢管混凝土柱顶加载的组合剪力墙试件抗压静力试验。在试验过程中,主要对加载端柱的竖向位移和组合墙三个不同高度截面应变进行了测量。试验结果表明,竖向荷载由组合墙边缘构件矩形钢管混凝土柱传递至剪力墙整体截面,需要一定的传力长度。管间墙肢长度以及栓钉间距是影响荷载传递路径长短和截面竖向应变分布平截面程度的主要因素。当管间墙肢长度不大于5倍墙厚以及栓钉间距小于200 mm时,在组合墙边缘构件破坏前,荷载经过1.07倍墙宽的传递长度可以传递至组合墙全截面。研究结果为进一步提出矩形钢管-波折钢板组合墙在竖向荷载下的承载力计算方法提供了基础性试验依据。

摘要：研究了支管受压的Q460、Q690、Q960高强钢圆管X形节点的静力性能。采用经试验数据验证的有限元模型进行节点有限元参数分析,研究高强钢牌号、支管与主管外径之比(β)、主管外径与其管壁厚度之比(2γ)、主管轴向应力比(n)对节点性能的影响;与有限元参数分析和文献中试验结果对比,评价我国钢结构设计标准计算公式的适用性。结果表明,节点发生主管塑性破坏,节点承载力多由主管局部变形限值(3%主管外径)确定;多数情况下钢结构设计标准计算公式高估了高强钢圆管X形节点的承载力;主管受到压力或较大拉力时均会降低节点承载力。最后,针对不同钢材牌号的圆管X形节点给出了建议的2γ范围。基于主管塑性破坏,提出了考虑高强钢屈服强度、主管拉压效应的圆管X形节点承载力计算公式。

摘要：近年来沿海沿江城市建设涌现出大量紧邻河谷地形修建的地铁车站,由于河谷地形具有地震动放大效应,会对近河谷结构抗震安全性构成威胁,但目前关于河谷地形效应对近邻结构的影响机制尚不清晰。提出了近河谷地铁车站1g振动台模型试验方法,分别设计了3组深宽比为1/8,1/4和1/3的圆弧形河谷地形,开展了不同地形、不同地震动输入条件下的近河谷地铁车站振动台模型试验研究,并以平整场地条件(无地形效应)下的地铁车站振动台试验工况为参照,对比分析了河谷地形效应对车站结构地震响应的影响规律。试验结果表明:与平整场地车站结构响应相比,在水平横向地震动作用下近河谷车站结构的动力响应较大,尤其是近河谷车站顶板处的加速度放大效应高达1.27倍;受河谷地形效应影响,车站中柱弯矩显著增加,而且邻近河谷侧的车站侧墙弯矩放大更为明显,即与平整场地相比放大效应可达2.3倍,同时该侧墙顶部的动土压力峰值也显著增强;随着河谷地形深宽比的增加,地形引起的局部地震动放大效应逐渐增加,导致近河谷车站结构的地震响应更为显著。研究成果可为近河谷地形地铁车站结构的抗震设计和安全性评估提供科学依据。

摘要：考虑经济性和便利性,提出了模块化防屈曲钢板墙及其常用模数,然后基于已有的防屈曲钢板墙的简化计算模型,推导了在不同墙数量情况下,模块化防屈曲钢板墙充分发挥抗震性能时,周边梁的承载力和刚度需求,并提出了周边梁的设计方法.进而,对模块化防屈曲钢板墙和整体墙进行了对比验证试验及其有限元模拟分析.研究结果表明:模块化防屈曲钢板墙能够达到与整体钢板墙相同的抗震性能,且周边梁未发生明显转动和破坏,说明所提出的周边梁设计方法是合理的;在层间位移角为1/50时,防屈曲钢板墙上下周边梁均未进入塑性,且承载力和初始刚度等的有限元值与试验值误差小于6%,从而进一步验证了其抗震性能.

摘要：天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。