绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 100
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 32426 条结果
[博士论文] 刘宏亮
工程力学 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:结构等几何分析是计算固体力学领域一种新兴的数值方法,致力于将CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助工程)纳入到统一的数学表达框架。等几何分析紧密联系几何信息,将几何建模、结构分析和设计过程结合,为结构优化设计提供了新的选择和机会。由于几何精确性的特点,等几何分析方法非常适合于工程中普遍存在的含曲形边界的结构,如曲梁和板壳等。另外,等几何分析的单元之间具有高阶连续性,可以保证应力函数的连续性,并提高结构的响应分析和灵敏度计算精度,以及优化设计解的质量。
  对于曲梁结构设计,其固有频率的预测和动力性能的优化具有重要的意义。然而,采用Timoshenko梁模型求解细长的曲梁可能会存在数值闭锁问题,不考虑剪切变形作用的Euler-Bemoulli梁模型又不适合中厚曲梁分析。而且,基于有限元方法的曲梁尺寸优化设计通常无法得到光滑的尺寸分布。另一方面,考虑应力约束的结构拓扑优化设计可以避免优化结果出现明显的应力集中现象,更符合实际的工程应用。应力约束的局部性和高度非线性引起的较大计算代价以及优化迭代振荡是比较突出的问题。同时,C0连续的有限元方法不能保证应力函数的计算精度和连续性,尤其是对连续性具有较高要求的Kirchhoff薄板问题,其应力的灵敏度分析面临计算困难。为此,本文基于NURBS等几何分析,发展了适合细长/中厚曲梁通用模型的自由振动分析方法和曲梁固有频率优化的光滑尺寸设计框架。提出了应力约束稳定化方案,建立了平面连续体和薄板结构的应力约束拓扑优化方法。研究工作包括以下内容:
  (1)基于等几何方法的Timoshenko曲梁面内和面外自由振动分析。针对传统数值方法求解曲梁存在的计算精度和效率问题,发展了一种基于精确几何模型的曲梁面内和面外自由振动分析方法。采用更适合工程实际的Timoshenko梁理论,对于细长梁模型,结合选择性缩减积分方案和应变映射方法可以消除数值闭锁作用。对于中厚梁模型,与有限元分析的数值解比较,展示了等几何分析方法具有计算精度上的优势。本文方法适用于不同长细比的曲梁结构,是细长/中厚梁通用模型的自由振动分析方法。
  (2)基于等几何分析的Timoshenko曲梁光滑尺寸优化。发展了一种基于NURBS等几何分析的尺寸设计方法用于优化Timoshenko曲梁的固有频率和材料用量,可以实现具有光滑变截面尺寸的优化设计。研究表明,优化结果表现出尺寸设计参数化的依赖性。具体来讲,采用较少的NURBS尺寸变量,曲梁固有频率的提高程度有限,采用细分后相对较多的NURBS尺寸变量,优化结果会出现尺寸分布突变现象。为了解决这一问题,提出一种基于稳定转换法的K-S修正列式实现尺寸设计的规范化和尺寸改变率限制。数值算例显示,本文方法取得的优化设计结果具有光滑且平稳的变尺寸分布,同时可以精确且有效地控制梁截面的最大尺寸改变率。
  (3)连续体结构拓扑优化的应力约束凝聚方法。分别以局部和全局的方式考虑结构的最大应力约束,提出了两种有效的约束方法用于求解连续体结构的应力约束拓扑优化问题。两种约束方法分别为基于稳定化方案的应力修正方法和违反应力集方法,优化问题包括应力约束的体积最小化设计和应力以及体积约束的柔顺性最小化设计。研究表明,应力约束方法的数值有效性与拓扑优化的问题列式直接相关。应力约束函数只考虑一部分局部应力信息的约束方法对于应力约束的体积最小化问题并不十分有效。基于稳定化方案的应力修正方法可以抑制体积最小化设计中的迭代振荡现象,获得稳定收敛的优化解;基于违反应力集的约束方法无需额外的凝聚参数,更适合求解应力和体积约束的柔顺性最小化问题。
  (4)基于等几何分析的连续体结构应力约束拓扑优化。建立了一种IGA-SIMP框架下的连续体结构应力约束拓扑优化方法,实现了几何建模、结构分析和优化设计的紧密结合。利用高阶连续的NURBS基函数,等几何分析提高了结构应力及其灵敏度的计算精度,加强了拓扑优化结果的可信性。而且,等几何分析自然满足Kirchhoff薄板列式的C1连续性要求,可方便薄板的应力及其灵敏度计算,不需要额外的应力光滑化过程。为处理大量局部应力约束同时提高设计优化过程的稳定性,采用修正的P-norm应力约束结合稳定转换法的策略。相比作用于应力修正系数,稳定转换法作用于设计变量的方案具有更加平稳的优化迭代和更快的收敛性。典型的平面应力问题和薄板弯曲问题的拓扑优化算例显示了方法的有效性和精确性,且结构的局部应力水平得到了有效控制。
[博士论文] 陈国海
工程力学 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:自然界中普遍存在不确定性,工程结构在服役过程中承受的各类环境荷载也具有不确定性,荷载的不确定性可由随机过程来表征。准确地获得结构在随机激励下的振动响应是进行结构动力可靠度分析的重要环节。线性多自由度系统随机振动分析,已经发展了高效、精确的虚拟激励法。对于一般多自由度(线性或非线性)系统的随机振动分析,概率密度演化方法是一个有潜力的方法,但其数值解的精度仍待进一步提高。实际上,结构是具有无限自由度的连续系统,其质量、刚度和阻尼都呈连续分布。因此,基于连续体模型开展结构随机振动响应基准解的研究,对促进数值方法的发展具有重要意义。
  我国是一个地震多发国家,近年来,随着基础设施建设的不断发展,一些重要建筑不可避免地建设在地震断裂带附近或者穿越断裂带。近断层地震动具有独特的工程特性和强烈的随机性,易导致结构发生强非线性行为。因此,对近断层地震动作用下非线性结构进行随机振动和动力可靠度分析,将对强震区建筑结构抗震可靠度设计提供重要的理论基础。对近断层区的结构进行随机振动和动力可靠度分析,有两个问题亟待研究:建立合理表征近断层地震动速度脉冲特性的随机地震动合成模型;发展大型非线性结构随机振动和动力可靠度的高效准确分析方法。
  为此,本文首先以弹性薄板结构为对象开展了在各类随机激励下随机振动响应基准解的研究。其次,针对一般线性、非线性结构的随机振动分析建立了基于间断有限元的概率密度演化方法。最后,对近断层脉冲型地震动作用下建筑结构的非线性随机振动和动力可靠度分析开展了深入的研究。主要内容包括:
  (1)提出了弹性薄板结构平稳随机振动高效分析的半解析法,获得了薄板在各类平稳随机激励下随机振动响应的基准解。通过引入矩形薄板自由振动的精确解(精确频率方程和振型函数),采用虚拟激励法推导了各类典型随机激励下薄板结构平稳随机振动响应的解析解。为了发挥虚拟激励法的高效性优势,又能保证结果的精度,在空间域先解析求积分和偏导数运算再连同频域进行离散化,提出了薄板随机振动响应分析的半解析方法。结果表明,提出的半解析法不仅能获得与薄板随机响应解析解高度吻合的结果,还能大幅度提高计算效率。
  (2)建议了表征地震动时频完全非平稳特性的功率谱模型,提出了在时域非平稳和时频完全非平稳随机激励下薄板结构随机振动分析的解析方法,获得了薄板在两类非平稳随机激励下的随机振动响应基准解。首先,联合虚拟激励法和杜哈梅积分解析地推导了薄板随机振动分析的解析解。其次,在时域采用精细积分法代替杜哈梅积分进行时域离散化,在空间域采用解析的方法,提出了薄板非平稳随机振动分析的半解析法。并高效地获得了薄板结构非平稳随机振动响应基准解。通过比较两类非平稳响应,表明频率非平稳特性对结构随机振动响应具有不可忽略的作用。
  (3)针对加速移动随机激励作用下Pasternak弹性地基上薄板结构,采用半解析法获得了薄板各类随机振动响应基准解。首先,通过联合虚拟激励法与杜哈梅积分的解析法推导了Pasternak弹性地基上薄板结构的随机振动响应解析解。其次,采用精细时程积分代替杜哈梅时域积分的半解析法,获得了加速移动随机激励下薄板结构的非平稳随机振动响应基准解。通过将所得结果与Monte Carlo模拟(MCS)结果进行了比较,表明半解析法亦可高效获得与解析解高度吻合的结果。
  (4)针对概率密度演化方法,基于间断有限元提出了一个能有效抑制广义概率密度演化方程数值求解中出现的数值色散和数值耗散的方法。通过将广义概率密度演化方程的不连续的原初始条件进行光滑处理,从根本上避免了广义概率密度演化方程求解中出现的数值色散。另一方面,数值耗散可以采用高阶单元予以进一步减小。提出的方法易于构造高阶格式,且能减小有限差分法求解时的网格依赖性问题。作为算例,采用第2、3和4章中获得的弹性矩形薄板的基准解对本章提出方法的有效性进行了验证。此外,对一个具有非线性滞回行为的五层剪切型框架结构进行随机振动分析也表明了提出方法对非线性结构随机振动分析的有效性。
  (5)基于实际近断层地震动记录,建立了一个包含9个基本随机变量的近断层脉冲型地震动随机合成模型,采用基于间断有限元的概率密度演化方法对典型非线性结构进行了随机振动与动力可靠度分析。首先,利用两个水平方向上的速度时程,合成了具有最强脉冲的速度时程。将长周期速度脉冲从该速度时程中分离,并采用Gabor小波进行非线性最小二乘法拟合。利用基于随机函数的谱表达再现残余高频成分,并将二者叠加合成最终近断层脉冲型地震动。其次,采用基于间断有限元的概率密度演化方法对两个典型非线性建筑结构进行了随机振动分析。最后,通过在广义概率密度演化方程中引入吸收边界条件或构造等价极值事件,对近断层脉冲型地震动作用下非线性结构进行了动力可靠度分析。结果表明,速度脉冲对结构的失效起着重要的作用,并且随着断层距的减小,结构的可靠度呈非线性减小的趋势。
[硕士论文] 范成林
土木工程;结构工程 中国地震局工程力学研究所 2018(学位年度)
摘要:利用隔震技术对老旧建筑进行抗震加固改造在国内外已有较多案例。该技术可以在不影响上部结构的前提下,通过在既有建筑底部增设隔震层,大大降低上部结构的地震响应,显著提高结构整体地震安全性。采用隔震技术改造后,尽管建筑内部的仪器设备同时也得到保护,但对于重要性较高的仪器设备是否有必要进一步采取建筑隔震基础之上的附加减震措施值得探讨。本论文以某隔震加固改造工程为例,对框架结构采用隔震加固措施的技术分析流程进行了系统梳理,并对隔震后建筑内部浮放设备进一步采取附加减隔震措施的可行性进行了分析。全文主要体现在以下三个方面的工作:
  1.阅读了国内外大量相关文献,对既有建筑隔震加固技术的应用研究现状进行了梳理。
  2.以某四层带悬挑单跨钢筋混凝土框架结构办公楼为例,进行了隔震加固全流程分析。在对原结构按新的抗震设防要求进行抗震超限情况全面分析的基础上,提出了对该框架结构办公楼采用橡胶隔震装置改造加固的方案。按隔震加固方案,建立了采用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座混合使用的有限元分析隔震结构模型,进行了详细的有无隔震结构的计算对比分析。分析结果表明,由于抗震能力严重不足,难以采用经济性较差的传统抗震加固方法对原结构进行抗震加固,而通过隔震后结构再联合采用对底层框架柱增大截面加固法和其他楼层柱外包型钢加固法,可以使结构达到8度(PGA=0.2g)抗震设防的要求。本文采用PKPM软件进行结构动力特性分析,运用ETABS软件进行结构非线性动力时程分析。对基础隔震、一层柱底隔震和一层柱项隔震三种可行的隔震方案进行了对比分析,最后确定了采用一层柱底隔震和部分梁、柱加固的抗震加固方案。
  3.以案例办公楼在二楼放置的某重要设备为例进行模拟分析,进行了结构底层柱底隔震改造加固后对建筑物内浮放设备进一步采用附加悬吊减震措施的响应分析,与不采取附加悬吊减震措施、以及未隔震改造加固结构内浮放设备采取减震措施的减震效果进行了对比分析,为隔震建筑内重要浮放设备的二次减震保护研究提供了经验和参考。
[博士论文] 董志骞
结构工程 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:中心支撑钢框架结构是一种常用的钢结构形式之一,具有良好的初始抗侧能力,由于设计简单,经济性好,中心支撑钢框架结构得到了广泛的应用。地震作用下,支撑作为轴向受力构件,容易发生受压屈曲破坏,并导致结构承载力和刚度的大幅降低,严重影响结构的抗震性能。支撑失效后,结构剩余部分作为储备体系能够继续承担地震作用,为结构提供承载力储备和刚度储备,储备体系的抗倒塌能力储备称为结构的能力储备。研究表明,能力储备对于中心支撑钢框架结构的抗震性能具有决定性作用。美国规范ASCE7-10中规定,在美国中、低烈度地震设防地区按照强度折减系数R等于3设计的钢结构,不需要考虑抗震细部构造设计,如支撑可以采用较大的长细比和宽厚比。中国规范中对于不同延性能力的中心支撑钢框架结构未进行区分,与美国规范相比,中国中心支撑钢框架结构设计偏于保守,钢结构整体造价也相对较高,导致钢结构在中国建筑市场所占比例较低。如何在保证结构具有足够抗震性能的同时,在中国应用经济性较好的低延性中心支撑钢框架结构,是亟待解决的现实问题。本文以低延性中心支撑钢框架结构为研究对象,基于能力储备对该类结构的抗震性能与设计方法开展了理论研究、数值模拟和振动台试验研究,具体如下:
  (1)首先对单自由度低延性中心支撑钢框架结构的抗震性能开展了研究,介绍了能力储备的定义与延性需求谱的建立方法,分析了各参数对中心支撑钢框架体系延性需求谱的影响。在此基础上,提出了单自由度低延性中心支撑钢框架体系的R-μ-T模型,并通过与时程分析计算得到的平均延性需求谱结果对比,验证了所提出模型的合理性。
  (2)开展了基于增量动力分析的单自由度中心支撑钢框架体系抗倒塌能力研究。以按强度折减系数R=3设计的单自由度中心支撑钢框架体系为研究对象,考虑了结构储备体系承载力储备系数和刚度储备系数,对其开展了增量动力分析,以结构发生动力不稳定性为判定标准,提出了中心支撑钢框架体系的倒塌延性谱,该谱反映了单自由度的中心支撑钢框架体系在不同周期不同储备参数时,由重力二阶效应而导致不稳定性发生时的体系最大框架延性反应。基于倒塌延性谱与延性需求谱确定了结构的抗倒塌临界设计周期与适用周期,并通过易损性分析的结果验证了所得到临界周期的准确性。
  (3)以多层中心支撑钢框架结构为研究对象,基于推覆分析判断多层结构支撑失效位置以及薄弱层位置,并将多层中心支撑钢框架结构转化为等效单自由度体系,给出了储备参数、等效强度折减系数、等效屈服位移等的确定方法,结合R-μ-T模型,提出了多层低延性中心支撑钢框架结构抗震性能简化评估方法,即“能力储备法”。通过两个中心支撑钢框架结构动力时程分析算例结果的对比,验证了能力储备法的准确性。
  (4)开展了长度缩尺比为1∶6.5的3层3榀2跨低延性中心支撑钢框架结构振动台试验,分别采用硬土场地和软土场地2条地震记录先后对结构进行单向加载,逐级增加地震峰值加速度,研究了结构的灾变机理和储备体系抗倒塌性能。并采用能力储备法对模型结构抗震性能进行评估,简化方法得到的薄弱层位置与试验现象相同,对结构抗震性能的判定较为准确,进一步验证了能力储备法的实用性。
  (5)对比了中国规范和美国规范在中心支撑钢框架结构设计过程中的异同点,按照美国规范给出了低延性中心支撑钢框架和普通中心支撑钢框架结构主要构件的设计算例。在此基础上,按照略低于中国规范的设计要求设计了一个3层低延性中心支撑钢框架结构,并开展了振动台试验。结果表明,结构在底层支撑失效后,储备体系并未出现明显的损伤和残余变形。由此可见,中国规范对于中心支撑钢框架结构的设计偏于保守。根据振动台试验的结果,结合中国规范,对低延性结构如何在中国应用与设计提供了建议。
[硕士论文] 刘豹
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:钢板筒仓作为一种大型的散料存储结构,具有占地面积小、储藏量大、建筑材料用量少、建筑速度快等优点,因此被广泛地应用到农业、矿业、化工、煤炭、石油等众多领域。随着经济建设的发展,钢板筒仓的建设高度越来越高、直径也越来越大,当钢板筒仓受到风荷载的作用时,可能因较长时间冲击积累发生屈曲,也可能在短时间内受到强风作用导致破坏。因此,对钢板筒仓的风致屈曲分析和动力响应分析有着十分重要的意义。
  首先,采用特征值法和弧长法,利用ABAQUS软件对钢板筒仓在风荷载作用下的抗屈曲性进行了分析,得到了屈曲模态以及临界屈曲载荷;之后对不同储粮高度下的筒仓进行了风致屈曲研究,计算出不同的临界风压和临界风速,得到随着筒仓内堆料的增高,筒仓更不易发生屈曲破坏的规律;同时对群仓布置时,单仓的抗屈曲性能进行了初步的探究。
  其次,利用自回归(Auto-Regressive,简称AR)模型算出设计风速时程和台风风速时程,作为动力响应分析的风速时程数据。通过对模型的振型分析得到结构的固有频率、振型参与系数和有效模态质量,并计算出钢板筒仓的瑞利阻尼系数。
  然后,采用时程分析方法对钢板筒仓结构进行动力分析,研究了设计风速下钢板筒仓不同储粮荷载工况时的动力响应,得到了钢板筒仓在不同储粮高度下不同时刻的应力和位移,并针对仓壁的不同位置进行分析。在设计风速下,筒仓不会发生应力过大或变形过大而产生破坏;筒仓储粮时,能有效的抵抗风压力,减小迎风面的仓壁变形;群仓布置时,当筒仓距离很近,在筒仓90°周向角附近会产生“峡谷效应”,筒仓最大位移超过了结构的允许位移,可能发生破坏。
  最后,对台风作用下不同储粮高度的钢板筒仓进行了动力响应分析,在台风作用下,单个筒仓可能因为强度不够而发生失稳破坏;同时仓顶变形过大,可能先于仓壁发生失稳破坏;当筒仓储粮时,风速很大时,储粮荷载会增大筒仓90°周向角处的变形;在群仓布置时,仓壁最大等效应力超过了材料的允许强度和屈服强度;最大位移值超过了结构的允许位移,会引起筒仓发生失稳破坏。
[硕士论文] 程凤泉
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:混凝土是土木工程建设中应用广、用量大的建筑材料。自从混凝土问世,减其自重、增其韧性就一直是研究的重点,ECC材料的出现很好地解决了这一难题。对于这一新型材料,目前国内外的学者主要着重于材料性能以及梁的受弯构件的研究,但是对于ECC材料复合梁的受剪研究还比较少。因此,研究ECC/RC组合无腹筋梁的受剪承载力,在帮助工程师更合理的利用材料强度、更科学地分析和设计混凝土结构有着重要的理论意义和应用价值。
  本文作为国家自然科学基金课题《高强钢筋功能梯度混凝土梁的受弯性能及其设计方法研究》的一部分,设计制作了38根ECC/RC组合无腹筋梁,16根纯混凝土对比梁,通过静载试验研究分析不同剪跨比、不同界面处理方式、不同ECC层厚度和混凝土强度对受剪性能的影响,并基于试验的基础上,用本次试验的数据回归了适合于受剪承载力的计算公式,为工程应用提供参考。本文主要工作如下:
  1、对与试件梁同条件制作、养护的混凝土标准立方体试块进行抗压强度试验,为梁的静载试验提供依据。
  2、对试件梁进行静载试验,观测弯曲裂缝、剪切裂缝的发生、发展以及试件梁的破坏形态。
  3、对静载试验的结果进行分析,研究不同剪跨比、不同界面处理方式、不同ECC层厚度和混凝土强度对试件梁的斜向开裂荷载、裂缝发展、挠度、抗剪承载力的影响,总结出影响规律。
  4、用本次的试验数据,选取fc和fc1/2作为强度指标,回归适合于受剪承载力的计算公式。
  本文的试验结果可为ECC/RC组合无腹筋梁的研究及工程应用提供参考。
[硕士论文] 包明浩
建筑与土木工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:本文以济南市轨道交通网中的滩头站车站为研究对象,根据车站的实际情况和在围岩强度、埋深两个工况,通过Midas GTX NX有限元软件对地铁车站在粘土区域的地震时程分析和抗震性能进行了分析,研究结果可概括如下:
  (1)在X方向地震波作用下,顶板整体受力最大,侧墙和底板端部的交界处有应力集中的情况,且顶底板弯矩较大。车站三层板底板的相对位移最大,中板次之,顶板位移最小,每层板相对位移大小大小由两端向中部扩展逐渐增大。
  (2)Y方向地震波作用下的应力分布与在X方向地震波作用下的结果差异不大,但此工况下单柱区和双柱区的柱子轴力较小。车站各层板的相对位移大小由两端向中部逐渐减小。
  (3)在水平和竖直方向地震波共同作用下,端头井局部有应力集中现象,单柱区轴力大约是双柱区柱子轴力的两倍。在双向地震波作用下结构的相对位移是最大的,X方向地震波作用下次之,Y方向地震波作用下最小。结构的地震动反应与在X方向地震波作用下有很多相似之处,说明竖直方向地震波对结构的影响较小。
  (4)随着埋深的增加,结构各个振型的自振周期逐渐增大。剪应力随着增大,且各板剪应力由中部逐渐向两端扩展增加。相对总位移呈现出这样的规律:中间位移较大然后逐渐向两侧递减,并且随着埋深的增加,结构的相对位移逐渐减小。
  (5)随着围岩强度的增加,结构的自振周期逐渐减短,结构整体剪应力逐渐减小。相对总位移在三种工况中呈中间位移较大然后逐渐向两侧递减的状态,并且随着围岩强度的增加,相对总位移逐渐减小。
[硕士论文] 孙修裕
建筑与土木工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:冷弯薄壁型钢结构住宅体系中,常采用自攻螺钉连接的双肢拼合I型截面构件作为受弯构件,如檩条、楼梁等。这种薄壁型钢受弯构件在没有加劲肋的情况下,受到横向集中荷载作用时,极易因腹板压屈而破坏,但其横向加劲肋的安装困难且不经济,因此,对冷弯薄壁型钢拼合I型截面构件的腹板压屈性能进行研究,具有实践意义。
  本文采用试验和数据分析的方法,对由自钻自攻螺钉连接的冷弯薄壁拼合I型截面受弯构件,在ITF(Interior two flange loading)加载工况下的腹板压屈性能进行了研究。考虑截面类型、连接螺钉横向间距及其排布方式的影响,论文共设计了24支试件,总结了试件在内部集中荷载作用下的破坏模式和现象,给出了其加载全过程的荷载—位移曲线,并讨论了截面类型、螺钉横向间距、螺钉的排布方式对冷弯薄壁拼合I型截面试件的腹板压屈的模式和极限承载力的影响。
  试验结果表明,截面类型对拼合I型构件的影响较明显,相同外廓尺寸的C形加肋槽钢拼合试件比U形槽钢拼合试件腹板压屈的极限承载力增加了约26.3%;随着自钻自攻螺钉间距的增大,试件腹板压屈的极限承载力呈下降趋势,但两者并非线性关系,其中螺钉间距为70mm与其间距为50mm的试件的腹板压屈性能最为相近,极限承载力值仅相差了3.2%;在构件上布置连接件或开洞时,尽量避免在腹板中线附近,如无法避免,则尽量选择其非屈服线区域;冷弯薄壁型钢试件对初始缺陷较为敏感,初始缺陷的大小会对试件的腹板压屈模式产生影响。
[硕士论文] 王闪闪
建筑与土木工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:地震是一种破坏性极大的自然灾害,几十秒的持续时间就可能使一座城市在顷刻之间变为废墟,我国大部分区域处于地震活跃带,因此建筑结构抗震性能的研究一直是我国不可忽视的重要课题。近几年,中国地震灾害频繁,震害经验表明,在框架剪力墙结构当中,楼梯作为唯一的逃生通道,总在主体结构破坏之前发生严重毁坏,并没有发挥其本来作用,是地震灾害的一个集中区,严重影响了受灾人员的逃生和后续的救援工作,因此提高楼梯计入整体结构的抗震性能迫在眉睫。
  本文将以框架剪力墙楼梯结构作为研究对象,通过结构分析软件SAP2000建立10个模型,分别对其进行模态分析、反应谱分析、时程反应分析,并从结构层数、楼梯位置两大方面展开研究。
  (1)针对楼梯对不同结构层数框剪结构抗震性能的影响研究,建立6个模型,分别为:6层带楼梯和不带楼梯结构、8层带楼梯和不带楼梯结构、10层带楼梯和不带楼梯结构,综合分析对比各结构的模拟运行结果,即周期、层间剪力、位移、顶层加速度、基底剪力以及框架构件内力等性能指标。研究结果表明:不同结构层数的模型,由于考虑楼梯的因素,结构整体刚度均有所提高,对抗震有利;同一结构层数的模型,对于垂直楼梯板方向的影响大于顺楼梯板方向;随着结构层数的变大,楼梯对结构抗震性能影响愈发明显。
  (2)针对不同楼梯位置对框剪结构抗震性能的影响研究,建立4个模型,即根据楼梯到建筑物几何中心的距离、楼梯位置的对称性将模型分为A、B两组,然后综合分析对比各结构的模拟运行结果。结果表明:楼梯位置变化对框剪结构整体性能有一定影响,对于A组,两端楼梯到建筑物几何中心距离越近,结构扭转效应愈发明显,对抗震不利;对于B组:楼梯对称布置的结构抗震性能优于不对称布置的结构。
  文章最后针对相关结论提出建议,以便为后期楼梯计入整体框剪结构抗震设计的研究提供相关依据。
[硕士论文] 刘君峰
结构工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:结构的连续倒塌是指意外事件(爆炸、碰撞、冲击或火灾等)下结构初始局部承重构件(柱或承重墙)失效,引起结构整体刚度分布发生突变,从而发生与初始局部破坏不成比例的连续倒塌破坏。自“911”世贸大楼连续倒塌事件以来,建筑结构的抗连续倒塌事关生命财产和社会安全,该方面的课题引起了广泛关注,近年来对此进行了大量的试验研究以及数值和理论分析。但以往的试验研究以及数值和理论分析大多主要集中于侧向约束的RC框架梁柱子结构或二维平面框架来研究诸如压拱效应、悬链线效应等抵御倒塌机制,而对结构的三维连续倒塌研究尤其是高层结构的抗连续倒塌机制与抗力分析研究较少,且没有对不同抗震设防烈度设计的三维RC框架结构在局部发生初始破坏后的连续倒塌抗力分布规律进行全面综合的研究。本文运用ABAQUS通用有限元软件建立了一个10层4×3跨的三维RC框架结构模型,数值试验研究了此三维RC框架结构的抗连续倒塌性能。本文主要工作如下:
  (1)运用ABAQUS通用有限元软件建立了一个10层4×3跨的三维RC框架结构模型,通过修改配筋面积和箍筋间距对该模型进行了6度、7度和8度抗震设计,并对模型进行了静力分析,验证了本文模型受力的合理性。
  (2)本文选取了6度抗震设防设计的RC框架结构模型,运用非线性动力拆除构件设计法,分析了该模型在底层的四个典型部位柱(角柱、长边中柱、短边中柱和内部柱)拆除工况下的失效结点位移和梁端内力,并在分析结果的基础上总结了三维RC框架结构的抗连续倒塌机制;然后采用该法分别对7度和8度抗震设计的带楼板三维RC框架结构拆除底层四个典型部位柱,研究其抗连续倒塌性能。为了便于分析和对比,在拆柱前先对完整结构进行变形及应力分析,再对7度和8度抗震设计的RC框架结构在x、y、z三个方向的变形图以及混凝土三个方向的主应力云图和钢筋的拉压应力云图进行对比分析,以研究不同抗震设防烈度下RC框架结构的抗连续倒塌能力。
  (3)运用非线性静力Pushdown分析法对6度、7度和8度抗震设计的RC框架结构模型在局部发生初始破坏后的连续倒塌抗力分布规律进行了研究。通过在失效柱所支撑的结构区域上施加逐步增大的竖向荷载,直到结构发生倒塌为止,以此获得竖向位移和抗力之间的关系来研究该工况下结构的最大抗力。
  通过对以上工作的研究,本文获得以下主要结论:
  (1)角柱失效时,双向梁只能在小变形阶段以梁机制提供倒塌抗力;边缘柱失效时,在小变形阶段,双向梁以梁机制提供倒塌抗力,在大变形阶段,只有边缘贯通失效结点的梁能够以悬链线机制提供倒塌抗力;内部柱失效时,贯通失效结点的双向梁均可以通过梁机制或悬链线机制提供倒塌抗力。
  (2)8度抗震设防烈度对底层的相对抗力影响显著,而对顶层的相对抗力影响不明显,这说明高抗震设防烈度下,通过增大配筋面积对于提高RC框架结构的抗连续倒塌能力影响显著。
  (3)角柱对结构的影响最大,角柱和长边中柱拆除后,结构均发生显著倒塌破坏,而短边中柱和内部柱拆除后结构尚未发生倒塌破坏。根据四种情况的分析,混凝土柱轴向拉应力总是出现在所拆除柱上端柱的底端。对于本文结构模型,有必要提高第二层柱底端的配筋率。
[硕士论文] 霍正东
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:FRP(Fiber Reinforced Plastics)筋混凝土梁一直存在裂缝开展较快和变形较大的问题,与普通钢筋混凝土梁相比,最终破坏是脆性破坏,在接近破坏时,自身的弯曲变形也较大。工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)能够充分地提高水泥基材的韧性和拉弯强度,并具有应变硬化的特征,在荷载作用下呈现细密裂缝稳态开裂。对普通混凝土梁受拉区混凝土使用ECC材料进行部分替换,FRP筋替换普通钢筋,使ECC与FRP筋协调工作,能够充分体现材料自身独特的韧性,提高梁的抗弯能力。由于使用功能的变化以及荷载的提升,要使复合梁的承载能力进一步的提高,从而引入了碳纤维布加固研究。碳纤维布材料具有高抗拉特性,在梁体外粘贴碳纤维布可以与纵筋共同受力来提高抗弯性能和控裂能力,减小筋材侵蚀,维持梁的整体受力。碳纤维布加固作用下形成碳纤维布加固FRP筋ECC-混凝土复合梁的研究方法,解决了传统钢筋混凝土梁耐久性不足的问题,并提高了FRP筋复合梁极限承载力和受弯性能,为将来加固复合梁的工程应用打下坚实基础。
  本文设计制作了不同配筋率和替代高度的钢筋ECC-混凝土复合梁和FRP筋ECC-混凝土复合梁,并使用碳纤维布对试验梁进行加固,且碳纤维布加固分为不同碳纤维布梁底加固层数,不同碳纤维布梁底加固长度,以及不同碳纤维布锚固方式。预留的碳纤维布进行拉伸和粘结的材性试验,在粘结试验中随着碳纤维布层数的提升,与材料的粘结性能提高;在拉伸试验中,随着碳纤维布层数提升,碳纤维布的破坏荷载会有所提升。
  对不同形式碳纤维布加固后的复合梁进行静力受弯试验,由试验结果分析可得,梁底碳纤维布加固等同于受拉筋,而环箍相当于箍筋,碳纤维布加固复合梁可以使碳纤维布与FRP筋和ECC一起承担拉力,并显著的提高梁的抗弯承载力。随着碳纤维布梁底粘贴层数和粘贴长度的提高,梁的开裂荷载和极限荷载不断提高,但提高的幅度逐渐减小;在梁的锚固端布置环形锚箍能够防止试件发生锚固端的剥离破坏,限制弯剪段裂缝的发展,使碳纤维布能更好的发挥抗拉应力。使用不同形式碳纤维布对复合梁进行加固,可以有效控制梁的变形。碳纤维布加固后混凝土/ECC与钢筋/FRP筋的协调变形能力仍旧良好。经环箍加固且梁底碳纤维布粘贴层数较少的梁,能够使碳纤维布更有效的发挥抗拉性能,并节约碳纤维布在梁底的加固量。
  在参考钢筋混凝土受弯理论分析与国内外学者研究成果的基础上,对碳纤维布加固FRP筋复合梁的开裂弯矩、极限弯矩和挠度的公式以及计算方法进行了推导,并用所得理论值与试验值进行对比,验证理论分析公式的合理性。
[硕士论文] 戴强
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:普通钢筋混凝土梁的受拉区用ECC(Engineered Cementitious Composites)替换后,形成钢筋ECC-混凝土复合梁,以其多缝稳态开裂的特性,故在阻裂限裂方面有着明显的优异性。然而,钢筋ECC-混凝土复合梁对承载能力的提升并不明显。当使用功能发生变化,建筑物无法满足承载能力要求时,外贴碳纤维布加固法作为一种有效提高承载能力的加固方式得到国内外研究学者的关注。国内外学者对于碳纤维布加固普通钢筋混凝土梁的研究已得到丰富的科研成果和理论依据,并越来越多的运用到实际工程之中,但是碳纤维布加固复合梁的研究却比较少。
  本文将研究不同碳纤维布加固长度和层数、不同环箍形式对不同配筋率、ECC替代比例的钢筋ECC-混凝土复合梁的影响,设计并制作了共70根复合梁试件(其中55根为碳纤维布加固试件、15根为未加固试件)并进行正截面受弯试验。试验表明碳纤维布加固法可以提高钢筋ECC-混凝土复合梁的开裂荷载和极限荷载,且随加固层数的增加,极限承载力也随之提高。配有环形锚固的加固梁相较于未经环箍的加固梁,其极限承载力提升更加显著。
  本文在平截面假定的基础上,从材料本构模型出发,对于开裂、屈服和破坏时的碳纤维布加固钢筋ECC-混凝土复合梁的承载力进行理论公式推导并简化计算,通过试验值和计算值的对比,验证了公式的合理性、适用性,为工程实际运用奠定一定理论保证。通过OpenSees模拟软件对碳纤维布加固的复合梁进行非线性分析,模拟出碳纤维布加固钢筋ECC-混凝土复合梁全过程的加载情况,并与试验值进行对比,证明采用的单元类型、材料本构关系、建模方法的可行性和准确性。
[硕士论文] 丁继辉
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:在地震作用下,传统的框架结构易出现结构下部柱端部出铰而发生层屈服破坏机制,这样的层屈服破坏没有对材料性能进行充分利用,也没有充分发挥建筑的整体抗震性能,这在历次地震中屡见不鲜。具有自复位摇摆墙结构体系是近些年来提出的新型结构体系,这类结构体系在地震作用下对控制结构的屈服机制和残余变形等方面具有独特的优势。
  摇摆墙结构是具有较大刚度,放松了底部约束,对底部进行铰接连接,在地震力作用下,摇摆墙结构自身具有摇摆特性,使得框架部分的层间位移变形趋于均匀,控制了整个建筑物的变形模式,减少了层加速度,层间位移变形和层间位移角。摇摆墙中贯通预应力钢筋,这不仅减少了墙体的裂缝,保证了自身的刚度,而且增强结构自复位能力,减少了震后残余变形。本文提出了底部变截面自复位摇摆墙结构,其不仅满足摇摆特性,而且能够有效减少对底部边侧墙体的破坏,保证结构的有效性,其在改善结构的屈服机制和增强结构的抗倒塌能力方面也有独特的优势。
  文中以平面框架和一个整体三维的模型为例,利用PKPM软件,并按现行规范对算例进行计算,采用大型通用有限元软件MSC.Marc和MATLAB软件并行技术对结构算例进行了IDA分析,统计出了结构抗震性能的各项指标,并得到以下主要成果:
  (1)本文改善了摇摆墙底部连接方式,提出了底部变截面新型自复位摇摆墙结构。
  (2)通过对平面框架进行计算分析,得到了摇摆墙结构在不同的地震动峰值加速度下抗震性能的各项指标,验证了底部变截面自复位摇摆墙结构体系在减少结构的变形指标和改善屈服机制上有着积极的作用。
  (3)通过对三维整体模型算例进行计算分析,得到了底部变截面自复位摇摆墙结构和剪力墙结构在大震和特大地震下的抗倒塌性能指标,计算表明,摇摆墙框架结构具有较小的倒塌率,较大的倒塌储备系数和可靠指标,具有更强的抗倒塌能力。
[硕士论文] 周俊
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:套建增层改造已成为土木工程领域所关注的一个热点问题,目前国内外已开展了一定数量的套建增层改造工程实践及理论研究。本文针对已提出的一种新型的以预应力型钢混凝土梁作为框架梁以钢管混凝土核心柱作为框架柱的套建增层框架开展了在罕遇地震下的弹塑性地震反应分析,提出了防止该种类框架在罕遇地震作用下发生倒塌的设计建议,具有一定的理论研究意义和工程实用价值。
  本文首先采用IDARC对一榀单层单跨预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土核心柱组合框架模型试验进行了非线性分析,建议了构件的退化参数。
  然后,在大型有限元分析软件ANSYS的基础上,利用参数化设计语言(APDL)和数值计算Matlab语言,结合套建增层框架结构的特点,编制了套建增层预应力钢骨混凝土框架结构的内力计算和配筋的计算程序,该程序能够根据工程需要调整相应的抗震增强措施。
  其次,选取两条强震记录和一条人工合成记录,对参照现行设计标准设计的套建增层框架进行了罕遇地震作用下的时程分析。
  最后,分析结果表明,在8度罕遇地震作用下部分套建增层框架将会发生倒塌。建议在8度抗震设防区,原抗震等级为二级的框架结构,底层层高不大于14.4m,增层层数不超过4层,其柱端弯矩增大系数及抗震构造措施都应按一级抗震框架取用。
[硕士论文] 包军
结构工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:伴随着国民经济的飞速发展,现有建筑物的构造形式已不能满足现今社会的需求,各地政府不得不加快旧城改造的进度。然而,往往在改造过程中,政府部门又要求在保护旧建筑物的基础上,只能改变其内部使用功能。为了响应时代的号召,我国一大批极具智慧的建筑师纷纷把目光投向了托换结构,双梁托换结构在加固改造工程中得到了广泛的运用。本文对宽柱双梁节点的抗震性能进行了研究,主要的研究工作和取得的成果如下:
  (1)本文进行了宽柱双梁节点在低周往复荷载作用下的试验研究。试验参数主要有:轴压比、纵梁。在试验的基础上分析了上述参数对节点极限承载力的影响规律,研究节点在低周往复荷载作用下的极限承载力变化规律,节点的强度退化、刚度退化、延性和耗能能力等抗震性能,试验表明:该类节点的极限承载力较普通混凝土节点具有更好的极限承载力,同时该类节点的荷载-位移关系曲线虽然出现了一定的捏缩,这是由于钢筋和混凝土之间存在一定的粘结滑移,但是节点强度和刚度退化稳定,延性和耗能能力良好,具有较好的抗震性能。
  (2)本文建立了宽柱双梁节点在低周往复荷载作用下的有限元分析模型。在考虑材料和几何的非线性、各部件之间的相互作用和初始缺陷等因素的影响的基础上,在建立有限元模型的过程中提出了适用于混凝土塑性损伤模型的混凝土损伤指标取值方法。通过与节点在往复荷载下的试验结果进行对比,验证了该有限元模型的有效性。
  (3)在试验结果和有限元模型的基础上,对宽柱双梁节点的工作机理进行了细致分析。明确了节点各部件在受力全过程中的受力机理以及裂缝开展、破坏形式发展情况。系统分析了轴压比、纵梁、混凝土强度、梁柱抗弯承载力比值对宽柱双梁节点限承载力的影响规律,节点在低周往复荷载作用下的裂缝的开裂发展以及最终的破坏形式,节点抗震性能的影响规律。研究成果可以为宽柱双梁框架结构提供一定的参考,从而为此类节点的后续研究做好铺垫。
[硕士论文] 胡祥祥
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:基础不均匀沉降是引起土木工程事故的主要原因之一,众所周知,基础不均匀沉降会导致上部结构产生附加内力,并导致内力重分布,附加应力与结构上正常作用叠加,局部应力过大可能会导致结构破坏,不均匀沉降还会导致建筑的倾斜,影响正常使用,过大的倾斜结构会产生较大的倾覆弯矩,甚至引起结构倒塌。为了研究这一问题,本文针对扬州市某人防指挥中心的复杂地质,对不同类型框架柱施加沉降荷载,先研究框架结构的内力在基础不均匀沉降下的变化情况,再施加地震作用,研究框架结构基础不均匀沉降在地震作用下的内力变化和破坏过程。
  本文首先利用SAP2000有限元软件对混凝土框架结构建立模型,计算出各截面的配筋,根据混凝土受力特性和截面的配筋量,利用FEMA-356中非线性分析模型参数和容许准则,来确定指挥中心梁、柱的塑性铰,以反映结构的弹塑性性能。然后分析复杂地质下框架柱的沉降,对结构中不同类型的框架柱给予不同的沉降工况,通过位移荷载对结构基础施加沉降,计算出不同沉降工况下梁、柱内力的变化,进而得出基础不均匀沉降对框架结构的静力影响。最后选取EL-CENTRO南北向地震波,将其输入到所建模型中,研究混凝土框架结构在0.15g七度罕遇地震条件下的地震作用,通过对沉降结构内力变化、最大侧向位移、层间位移、层间位移角及塑性铰发展过程的分析,得出地震对框架结构在不同沉降工况下的动力特征。本文的研究成果对认识基础不均匀沉降对上部框架结构的影响机理,及在结构设计中充分考虑基础不均匀沉降对上部结构作用具有一定的指导意义。
  主要结论如下:
  1.当结构发生基础不均匀沉降时,受影响最大的是与沉降柱直接相连的梁,内力幅度变化集中在70%~100%之间,此外与沉降柱相邻的梁也会受到一定程度的影响,内力变化幅度大多数在45%~70%之间,而其它梁受的影响相对较小,影响幅度一般在10%以下,同时跨度小的框架梁受影响较大。在不均匀沉降作用下,柱在沉降点处产生卸载现象,特别是与沉降柱通过基础梁相连的邻柱,会产生很大轴压力,变化幅度在70%~90%之间。
  2.基础不均匀沉降在地震作用下,沉降柱及其附近柱内力的变化最为明显,其次是角柱,再次之是边柱,中柱内力变化最小,与沉降柱相连的梁内力变化最为明显,往后依次是靠近角柱的梁、边梁、中梁。
  3.基础不均匀沉降在地震作用下,各层结构的侧向位移自下而上逐步增大,最大值出现在结构顶层。沉降发生后塑性铰在整体结构中的发展仍然是以梁铰破坏模式为主,在底层以外的区域柱铰分布较少,是在地震作用下结构比较理想的破坏模式。
[硕士论文] 陈俊钰
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:混凝土结构在建筑使用过程中容易产生不同程度和不同形式的裂缝,随着使用时间的增长,在外界荷载或环境作用下,水、二氧化碳及氯离子等有害物质向混凝土内部侵入的速度加快,混凝土结构的性能会不断发生劣化,影响结构的安全使用。ECC(水泥基复合材料)是一种具有超高韧性和良好裂缝控制能力的纤维增强水泥基复合材料,在少量的纤维掺量下,其极限拉伸应变可以达到2%-6%,具有准应变硬化特性和多裂缝开展机制。FRP筋材料具有轻质,高强,耐腐蚀和施工性能好的特点,将其与钢筋结合,形成混合配筋模式,可以很好地解决结构中钢筋锈蚀引起的结构耐久性降低的问题。
  本论文以ECC这一新型绿色建筑材料为基础,结合钢筋和FRP筋混合配筋的配筋模式,进行了复合梁静力受弯试验,目的是为了建立钢筋和FRP筋混合配筋混凝土复合梁受弯构件计算的理论,提出一种具有控裂和优异的耐久性能的新材料复合结构,为实现此目的,主要开展了如下工作:
  1.对30根钢筋和FRP筋混合配筋复合梁进行了受弯试验,并设置两组不同配筋率的钢筋复合梁试件和三组不同配筋率的FRP筋复合梁试件进行了对比试验,主要考虑了ECC的替代高度率和FRP筋配筋面积比对构件受力性能的影响,得到了构件的开裂荷载,屈服荷载,极限荷载,试件破坏形态和裂缝宽度,验证了平截面假定。
  2.基于材料的力学本构模型和平截面假定,建立了混合配筋复合梁和混合配筋ECC梁的计算模型,对加载至最终破坏各阶段内力变化进行了详细的分析,具体给出各受力阶段的计算公式,给出了加载至破坏整个过程的弯矩-挠度关系,并且与试验结果进行了对比。
  3.在理论分析的基础下,结合计算公式,分析替代高度率、ECC强度、混凝土强度、钢筋/FRP筋面积比等参数对钢筋和FRP筋混合配筋复合梁受弯性能的影响,并对其进行优化分析,给出混合配筋复合梁的最佳替代高度和钢筋和FRP筋配筋面积比的范围。
[硕士论文] 李叶
结构工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:钢筋锈蚀是腐蚀环境中钢筋混凝土结构耐久性失效的主要原因之一。钢筋锈蚀以后,一方面有效截面积减小,力学性能降低;另一方面,锈蚀产物体积膨胀,产生沿钢筋方向的锈胀裂缝,引起钢筋与混凝土间粘结性能降低,混凝土保护层剥落,最终导致钢筋混凝土梁使用性能及抗弯承载力下降。因此,研究钢筋混凝土构件锈胀裂缝宽度扩展及抗弯性能退化的时变规律具有非常重要的实际工程意义。本文结合国家自然科学基金项目《氯盐环境下钢筋混凝土结构全寿命时变性能及性能可靠度研究》(编号:51278444),对应力状态下混凝土内高强钢筋锈后力学性能、钢筋混凝土梁锈胀裂缝宽度及抗弯性能退化的时变规律进行研究。主要研究工作如下:
  (1)通过“电渗—恒电流—干湿循环”的加速锈蚀方法对持载作用下钢筋混凝土梁进行加速锈蚀,得到不同锈蚀率的锈蚀高强钢筋,分析了应力状态下锈蚀高强钢筋表面锈蚀情况;通过拉伸试验,研究应力状态下锈蚀高强钢筋的断口形式,给出了应力状态下锈蚀高强钢筋的应力—应变曲线、相对名义强度、相对等效强度、弹性模量、延伸率随质量锈蚀率的退化规律。
  (2)考虑荷载与环境耦合作用影响,对单掺粉煤灰梁、单掺矿粉梁、双掺粉煤灰和矿粉梁进行试验研究,采用“电渗—恒电流—千湿循环”的加速锈蚀方法,研究锈胀裂缝随时间的变化规律,结果表明:锈胀裂缝宽度随时间增长经历了缓慢扩展到快速扩展再到缓慢扩展的过程,表现出一种非线性增长。研究持续荷载对锈胀裂缝开展及分布的影响,结果表明:持载作用下,锈胀裂缝初期宽度沿梁长宽度在0.2mm上下波动,锈胀裂缝后期宽度表现出梁中部宽度较大而两端较低的结果。研究锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系,结果表明:随着质量锈蚀率的增加,锈胀裂缝平均宽度和最大宽度都呈现增长趋势。
  (3)考虑荷载与环境耦合作用影响,对单掺粉煤灰梁、单掺矿粉梁、双掺粉煤灰和矿粉梁进行抗弯承载力试验,研究锈蚀梁的荷载挠度曲线,结果表明:当质量锈蚀率较小时,锈蚀梁与未锈蚀梁的荷载—挠度曲线形状相似;随着锈蚀率的增加,极限荷载下降更快,荷载—挠度曲线的离散型增大。研究锈蚀梁正截面应变分布规律,结果表明:当锈蚀率较小时,混凝土应变沿梁高基本满足平截面假定。但当锈蚀率较大时,不再符合平截面假定。研究锈蚀梁相对抗弯强度随质量锈蚀率、锈胀裂缝最大宽度、锈胀裂缝平均宽度的退化规律,结果表明:掺加不同矿物掺合料的锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯性能退化规律是基本相似的,不同矿物掺合料的混凝土梁极限承载力随锈蚀程度增加基本呈线性关系降低。
[硕士论文] 潘玲珑
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:尽管混凝土使用范围非常广泛,但是混凝土往往表现出抗拉强度低、脆性破坏明显、可靠性低和开裂裂缝难以控制等诸多不足,这些潜在的不利因素一直是制约混凝土实现耐久性和长寿命的关键因素。为了有效提升混凝土的耐久性,新型的工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,简称ECC)已经逐渐运用于大量工程实体结构。ECC具有伪应变硬化特征、细密裂缝开裂模式的特点,可以在结构受力开裂的情况下,仍能保持较好的整体协同受力。高强钢筋的使用在某种程度上实现了节约钢材的目的。
  为了能够提高普通钢筋混凝土梁耐久性,限制钢筋混凝土梁中裂缝的数量和宽度将是有效的方法。导致普通钢筋混凝土梁耐久性降低的主要因素就包括裂缝。本文通过改变ECC替换高度率、钢筋数量、等级和直径,设计了4种工况20组试件。通过对试件进行两点对称弯曲加载试验,可以测得试件受弯作用下的承载力、挠度、沿梁高度方向的平均应变、钢筋应变、裂缝数量和宽度,并能绘制出挠度曲线、应变曲线、沿高度方向平均应变曲线、裂缝宽度曲线,从而可以对比得出试件较优的设计形式和变形特点。
  结果表明:复合梁受弯开裂模式为细密裂缝模式,破坏具有一定的延性。ECC替换高度率越大,复合梁开裂产生的裂缝数量越多,裂缝宽度越细。改变ECC替换高度率时,配置2根纵向钢筋的复合梁弯矩-挠度曲线具有相同的发展趋势,而配置1根纵向钢筋的复合梁受弯效果不佳。对于本实验而言,ECC最佳替换高度率基本在0.5至0.75之间。弯矩-纵向受力钢筋应变曲线与弯矩-挠度曲线发展趋势较为吻合,具有较好的连接承载效果。ECC替换普通混凝土可以使得跨中一定长度范围内纵向受力钢筋的应变趋于均匀分布。利用ECC进行替代混凝土的做法可以避免或限制大裂缝的产生。复合梁截面应变符合平截面假定。增加荷载可以使试件中和轴不断向上移动,同时减小混凝土受压区高度。ECC替换层可以显著限制裂缝开展的宽度,裂缝的平均间距显著减少。试验梁的延性随着ECC替换普通混凝土高度变化有一定的变化,但是普通钢筋混凝土梁的延性比与ECC-混凝土复合梁的延性比相差不大,延性比受ECC替换高度率的变化的影响较小。复合梁有限元模拟值与试验值吻合较好,材料参数和本构模型可以较好的反映复合梁受弯过程。
[硕士论文] 管康伕
结构工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:传统钢结构框架体系在我国实际建筑中已经应用广泛。在传统设计理念中,钢结构框架一直被认为是具有良好抗震性能的结构体系之一。但是美国北岭和日本阪神地震颠覆了这种观念,在两次地震中,很多全焊接钢框架梁柱连接节点出现了脆性破坏,并未出现预想的延性破坏。为了避免节点脆性破坏,许多学者提出了新型延性钢节点的构想,新型延性钢节点的基本原理是将塑性铰移离梁端,使节点具有更好的延性性能和耗能能力。为了新型延性钢框架在我国的推广与应用,本文以扩翼型钢框架梁柱连接节点为研究对象,利用理论分析、数值模拟与试验研究从滞回性能、断裂指数等方面对扩翼型钢节点进行了深入研究,通过对比滞回性能与断裂指数来优化扩翼处参数,为新型延性钢框架的抗震性能研究提供基础理论与数据支持,主要有以下几方面研究:
  (1)扩翼型钢框架梁柱连接节点滞回性能试验研究与分析:采用两组足尺扩翼型钢框架梁柱连接节点试件和一组足尺普通型钢框架梁柱连接节点试件进行滞回性能试验,分析各试件在低周往复荷载下的滞回性能,如滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化等,通过这些指标分析扩翼处参数对钢节点滞回性能的影响并给出合理建议。
  (2)扩翼型钢框架梁柱连接节点有限元分析:基于有限元理论,利用ABAQUS有限元软件建立三维钢框架梁柱连接节点有限元非线性分析模型,通过试验结果对有限元模型相关参数进行修正,对钢框架梁柱连接节点模型进行非线性分析,研究扩翼处参数(扩翼段直线长度la、凹弧段长度lb、扩翼宽度c)对钢框架梁柱连接节点滞回性能的影响,并通过有限元分析结果优化扩翼处参数。
  (3)对扩翼型钢框架梁柱连接节点进行断裂指标分析:从损伤力学理论角度,通过扩翼处参数的变化建立18组三维扩翼型钢框架粱柱节点与普通型节点的损伤分析模型,通过分析应力三轴度、开裂指数、等效塑性应变指数等指标来研究节点处延性开裂演化过程,计算裂纹生长长度,分析普通节点与扩翼型节点在塑性节点断裂特性,通过与滞回性能结果对比分析,在前优化基础上对扩翼参数进一步优化。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

万方选题

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部