摘要：为改善空心钢筋混凝土柱(HRC)的使用与受力性能,提出一种双壁波纹钢管混凝土(CFDCST)构件。本文共进行了4个大尺寸双壁波纹钢管混凝土短柱与2个空心钢筋混凝土短柱的轴压试验,关键试验参数为试件类型与波纹钢管类型。分析构件的破坏模式,对比不同参数下构件的承载力、峰值应变、延性系数等关键力学指标,获得荷载-波纹钢管应变关系曲线以揭示试件的约束机理并验证外波纹钢管类型的影响。试验结果表明:外波纹钢管可为夹层混凝土提供约束作用,且螺旋角越小,外波纹钢管的约束作用越强;内波纹钢管则主要为夹层混凝土内壁提供有效支撑,以保持截面的完整性。名义约束效应系数与空心率相近时,由于咬口滑移影响,大螺旋角双壁波纹钢管混凝土比小螺旋角双壁波纹钢管混凝土的峰值应力、峰值应变与延性系数分别降低15.5%、21.8%与16.7%。在总用钢量相近的情况下,小螺旋角双壁波纹钢管混凝土柱的承载力、峰值应变与延性系数分别比空心钢筋混凝土柱提高10.6%、36.2%与50.0%。基于试验结果,检验了3种典型承载力公式的适用性,并提出了相应设计建议。

摘要：为解决纯冰在作为建筑材料时存在的强度低、脆性破坏等问题,采用原生纸浆纤维作为增强材料制备了一种复合冰材料.首先以-15℃为标准温度,对含有不同纤维质量(0%、1%、2%、4%、6%)的复合冰材料进行单轴压缩全过程试验研究,然后在-5℃下进行了相同工况的试验,探究温度对其性能的影响.研究表明:复合冰材料的强度和延性明显优于纯冰材料,纯冰的破坏属脆性破坏,复合冰的破坏属延性破坏,且变形能力相比纯冰大大增强;温度升高时,复合冰材料的强度、峰值应变和弹性模量均减小;纤维含量提高时,复合冰材料的强度和峰值应变增大,弹性模量减小.基于概率可靠度直接设计法确定了材料强度的标准值,所得结论为复合冰材料在建筑中的应用提供参考.

摘要：针对梁板式钢抗爆门空腔降低其抗爆性能的问题,提出了将抗冲击性能良好的活性粉末混凝土(RPC)填充于钢抗爆门空腔,以提高其抗爆能力的方法。基于LS-DYNA有限元平台,对钢板-RPC抗爆门进行动态响应有限元模拟,并与试验数据进行对比,验证了模型的正确性。分析结果表明:钢板-RPC抗爆门抗爆能力明显优于钢抗爆门和钢板-混凝土抗爆门;增加钢板内肋数量、增大门扇钢板厚度能够显著减小抗爆门门扇中心位移;而钢板内肋厚度、RPC强度等级对抗爆门的动态响应影响相对较小。基于分析结果,提出了不同抗爆等级下钢板-RPC抗爆门的设计建议,可供抗爆工程设计选用。

摘要：某千米级摩天大楼是由类正三角形布置的外围三个椭圆形塔楼和中心一个圆形塔楼组成的巨型组合结构,其平动频率和扭转频率比较接近,因此结构风致扭转振动非常显著。为准确确定该大楼的风致响应和设计风荷载,基于相似理论确定了气弹模型参数,采用等效结构方法设计制作了该大楼的气弹模型,对其进行锤击试验,识别得到模型的前3阶自振频率、振型和阻尼比,并与理想模型进行比较,验证了气弹模型的准确性。对气弹模型进行风洞试验,得到了不同风向角下100年一遇风速作用下的结构顶点位移极值响应和10年一遇风速作用下的结构顶点加速度极值响应,分析可得结构顶点角部的最大合成位移极值和加速度极值分别为1 461 mm(90°)和0.127 m/s^2(330°),均远小于JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》的相应限值,可为该类结构抗风设计提供参考。

摘要：为揭示外伸悬挑组合式锅炉大板梁的受力机理和破坏模式,并验证某工程大板梁的设计可靠性,通过对外伸悬挑组合式大板梁缩尺模型的静力试验和考虑各种非线性的ABAQUS有限元数值模拟分析,研究了大板梁简支段和悬挑段在各加载阶段的承载力、局部应力、整体变形和局部屈曲等关键响应,对试验中的破坏现象给出了合理解释,并重点研究了悬挑段与简支段拼接端板与拼接螺栓的受力和变形特点。试验与模拟结果均表明大板梁在设计荷载作用下处于线弹性阶段,并具有足够的安全储备;支座附近腹板局部屈曲和悬挑段端板拼接螺栓断裂是大板梁的主要破坏模式,决定了梁的整体承载力;按拼接螺栓群的受力模式,悬挑梁端的弯矩和剪力分别由翼缘附近螺栓的抗拉连接和腹板附近螺栓的摩擦连接来承担。各阶段试验现象和数值模拟结果吻合较好,也验证了数值模拟方法的可靠性。

摘要：螺栓球节点是一类半刚性节点,能否应用到单层网壳中一直是该领域急需解决的关键问题之一,本文首先通过螺栓球节点域的有限元分析,利用已有试验研究结果,获得螺栓球系列节点的弯矩-转角关系,再通过数值方法将其引入到整体网壳的节点刚度模拟中,建立了半刚性节点网壳分析方法.在此基础上,针对沈北新区市民健身中心80 m直径单层球面网壳,采用螺栓球节点连接设计,并进一步对结构施工成形过程中的多个状态进行非线性稳定性分析,也对覆盖饰面材料后网壳的稳定性能进行了探讨.分析结果表明:在施工阶段,网壳局部杆件以受弯为主,导致水平荷载作用下1/2球的极限承载力最低,而竖向荷载作用下的3/4球则因为其上部变形较大导致其极限承载力下降较多;在网壳合拢后,受弯构件转化为以受轴向力为主,其竖向、水平极限承载力分别到达设计荷载的4.7倍和9.2倍,因此只要通过合理措施,避免施工各阶段可能出现的失稳破坏,螺栓球节点完全可以应用到单层网壳结构中.

摘要：为对施工阶段的未完整结构进行设计和分析,保证施工安全,应明确施工过程中结构可能受到的各类外部作用(荷载)及其效应.通过介绍美国ASCE施工设计荷载规范在施工阶段的荷载种类、设计值及荷载组合等内容,着重分析了其施工荷载及荷载系数的取用方法,施工荷载与恒载、活载、环境荷载及侧向土压力组合方法等,对比分析了中国现行标准的相关内容.建议应吸收ASCE施工规范理念,充分考察施工阶段荷载的不确定性,引入施工荷载取值、荷载分项系数建议值,编制自成体系的中国施工荷载标准.

摘要：为了改善钢筋混凝土墙板内置单斜形无粘结钢板支撑中墙板的抗冲切性能,用开孔槽钢来抗冲切,并将钢板支撑端部的加劲肋立放设置.采用拟静力试验研究了构造对试件滞回性能的影响,基于试验结果探讨了墙板的抗冲切设计方法.试验表明:与支撑周围采用加密拉结筋的抗冲切构造相比,采用开孔槽钢可避免墙板局部冲切破坏,墙板局部冲切开裂程度大幅降低;与支撑端部加劲肋平放设置相比,加劲肋立放时可减小加劲肋端墙板与支撑间空隙的宽度,从而减小端部钢板支撑对墙板的冲切作用力;试件最终发生了墙板局部冲切破坏或支撑受拉断裂,破坏前试件滞回曲线饱满稳定;依据墙板可能的冲切破坏模式,给出了抗冲切验算方法.

摘要：桥梁拉索及预应力混凝土结构用纤维增强复合材料的可靠锚固是需要解决的关键难题。热塑性聚丙烯树脂具有优异的断裂韧性、耐湿热/抗疲劳性能及加工成型方便和可回收利用等优点,根据其加热熔化冷却成型原理,本文采用玻璃纤维增强聚丙烯预浸带制备了一种尺寸稳定、性能优异、具有自锁结构的复合材料索锚构件。采用拉伸测试及有限元模拟研究预浸带层数与圆弧段角度对索锚结构极限承载力、应力分布及破坏模式的影响。研究发现,索锚构件的极限承载力随圆弧段角度增加而降低,随缠绕层增加先增加后下降。有限元模拟与实验结果吻合性较好,验证了缠绕10层预浸带,圆弧段角度为13.5°的索锚构件应力分布均匀并取得最高的拉伸强度。最后,通过总结与分析,论证了一体化新型索锚构件在桥梁拉索、地锚结构及预应力混凝土结构中的应用前景。

摘要：为探究空间结构体系中铝合金毂式节点受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS建立了25个不同尺寸的铝合金毂式节点精细化数值模型研究其受拉和受压性能,并分析了毂体槽间距、齿间距、齿宽度、齿深度等因素对节点受力性能的影响.分析结果表明:节点受拉承载力主要由毂体与杆件嵌入部分之间凹凸齿槽承担;改变主要参数,节点受拉极限状态共出现毂体凸齿弯剪破坏、毂体最内侧槽部弯剪破坏、毂体最外侧槽部弯剪破坏和毂体凸齿剪切破坏4种破坏模式;在研究范围内增大毂体槽间距和齿宽度,节点抗拉极限承载力增加71.3%和112.9%;节点受压极限状态主要为失稳破坏,主要参数的改变对其承压性能影响较小.最终给出研究范围内节点抗拉极限承载力公式和设计建议.