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《工程力學》2017年12月第6批錄用論文

工程力學 2020-04-29 14:56:38
1

基于貝葉斯更新的深水橋墩波浪動力響應概率模型

張家瑞1,魏凱1,秦順全1,2

1. 西南交通大學土木工程學院橋梁工程系

2. 中鐵大橋勘測設計院集團有限公司

摘? 要:海洋環境中的深水橋墩長期受到不規則隨機波浪動力作用。傳統設計規范中采用的特征波浪計算方法,雖然簡單高效,但是無法充分考慮波浪隨機性和動力效應對結構的影響。本文以深水橋墩在波浪作用下的動力響應與靜力響應之間的概率關系為研究對象,應用貝葉斯更新理論建立簡單有效的深水橋墩波浪動力響應概率模型。通過對比深水橋墩動力時程分析結果,驗證模型的有效性,并對樣本數量和模型形式進行討論。研究表明:基于貝葉斯更新理論的深水橋墩波浪動力響應概率模型可以快速準確地計算波浪作用下深水橋墩的動力響應,能夠有效修正傳統靜力方法存在的偏差,并可在樣本數據非常有限的情況下對深水橋墩的動力響應進行較好估計。


2

采用螺栓連接的工字形全裝配式RC剪力墻試驗研究

孫建1,邱洪興1,譚志成1, 2,蔣洪波1

1. 東南大學混凝土及預應力混凝土結構教育部重點實驗室

2. 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司

摘? 要:采用連接鋼框、高強度螺栓將帶有內嵌邊框的縱橫向預制鋼筋混凝土(RC)剪力墻連接起來,形成工字形剪力墻。為研究該全裝配式剪力墻的受力性能和抗震性能,進行了3榀墻體的單調加載試驗和1榀墻體的低周反復荷載試驗,分析了該全裝配式工字形剪力墻的承載能力、剛度、延性性能、耗能能力、連接件的應變分布以及連接件間的相對滑移等,最后探討了試件的極限抗剪抵抗機制。研究結果表明,該全裝配式剪力墻具有較高的承載能力、較好的延性性能以及耗能能力,位移延性系數約為3~6;高強度螺栓的直徑、連接鋼框鋼板的厚度對裝配式剪力墻的抗側剛度及峰值荷載有一定的影響;內嵌邊框既傳遞了分布鋼筋的應力,也起到了約束混凝土、增加RC剪力墻延性性能的作用。


3

UHPC單軸拉伸試驗狗骨試件優化設計

楊簡1, 陳寶春1, 沈秀將1, 林毅焌1

1. 福州大學土木工程學院

摘? 要:單軸拉伸試驗是測試超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,簡稱UHPC)破壞機理、抗拉性能與拉伸本構關系最有效的方法。單軸拉伸試驗成功率不高。其常用的狗骨試件形狀與尺寸對試驗成功率有較大的影響,目前還未有統一的標準。調查表明,不帶缺口的狗骨試件最適合用于UHPC單軸拉伸試驗,主要有梯形、弧形和階梯形三種類型。通過對試件的受力分析,提出兩個應力均勻性指標來評價試件優劣。建立了三種共275根狗骨試件的有限元模型,通過分析,分別給出三種試件均勻性較好的參數。同時,建立了三組15根試件有限元模型,橫向對比了三種狗骨試件的應力均勻性。對比結果表明,弧形狗骨試件受力均勻性最好,開展的驗證性試驗取得了95.8%的成功率,推薦采用。


4

預應力鋼帶加固RC框架節點抗震性能試驗研究

楊? 勇1, 陳? 展1, 王念念1, 張波1,2?

1. 西安建筑科技大學土木工程學院

2. 陜西理工大學土木工程與建筑學院

摘要:在對現有節點加固技術分析研究的基礎上,本文提出預應力鋼帶加固RC梁柱節點技術。為驗證預應力鋼帶加固技術的有效性,對4個預應力鋼帶加固試件和1個未加固試件在水平低周反復荷載作用下的抗震性能進行了試驗研究。研究節點核心區鋼帶間距、鄰近核心區的梁端鋼帶間距和預應力鋼帶加固位置對加固后節點抗震性能的影響,并對各試件的破壞形態、滯回性能、耗能和延性性能等抗震性能指標進行分析。試驗結果表明:預應力鋼帶能有效抑制節點核心區裂縫的開展,減小節點核心區的剪切變形,提高節點核心區抗剪承載能力,實現破壞位置和破壞形態的改變,加固試件的破壞形態由未加固試件的梁端彎曲-節點剪切破壞變為梁端彎曲破壞,加固后試件的承載力、耗能、延性和剛度退化等抗震性能指標均有明顯提高。


5

稀疏偏最小二乘回歸-多項式混沌展開代理模型方法

趙威1,2,3, 卜令澤1, 王偉1,2,3

1. 哈爾濱工業大學土木工程學院

2. 結構工程災變與控制教育部重點實驗室

3. 土木工程智能防災減災工業與信息化部重點實驗室

摘? 要:為解決傳統多項式混沌展開方法在高維全局靈敏度和結構可靠度分析當中存在的維數災難與多重共線性問題,本文提出一種稀疏偏最小二乘回歸-多項式混沌展開代理模型方法。該方法首先采用偏最小二乘回歸技術得到多項式混沌展開系數的初步估計,然后根據回歸誤差閾值允許下的最大稀疏度原則,采用帶有懲罰的矩陣分解技術自適應地保留與結構響應相關性強的多項式,并采用偏最小二乘回歸得到多項式混沌展開系數的更新估計。通過對展開系數進行簡單后處理即可得到Sobol靈敏度指數。在此基礎上保留重要輸入變量并按新方法重新進行回歸可實現對代理模型的精簡,從而在不增加計算代價的情況下實現高精度結構可靠度分析。算例結果表明在保證精度的情況下,采用新方法進行全局靈敏度和結構可靠度分析比傳統方法在計算效率方面有顯著優勢。


6

用廣義協調方法推導的平面四節點等參單元

陳曉明1, 李云貴1

1. 中國建筑技術中心

摘? 要:對平面四節點Q4單元采用優選的廣義協調條件進行推導,將廣義協調理論的應用拓展到最基本的平面問題單元。基于Q6以及QM6中基于內部參數的二次附加位移場,在Q4單元基礎上增加滿足廣義協調條件的內參位移場,從而構造了一個滿足廣義協調條件的平面四節點等參元GQM6。數值算例表明,雖然采用了相同次數的位移場,但GQM6單元中采用的廣義協調條件較QM6中采用的數值積分方法,可以進一步放松單元邊界的約束,從而使單元的性能進一步提高,尤其在抗網格畸變能力方面。研究表明,將廣義協調理論與一些傳統單元進行深入融合仍然有著重要價值。


7

深海重型設備浮力輔助安裝模擬研究

焦春碩1, 王浩霖1, 董? 勝1

1. 中國海洋大學海洋工程系

摘? 要:為降低水下生產系統對主裝吊架起重能力的要求,減少下放過程中的吊纜拉力,研究人員提出一種浮式輔助安裝技術,通過為水下生產系統配載浮力塊的方法來減輕吊重,安裝完成后需在水底釋放浮力塊。本文基于Flow3D軟件建立水下生產系統下放模型和浮力塊上浮模型,分別對生產系統下放和浮力塊上浮過程進行模擬,同時將數值結果與試驗結果進行對比,驗證了數值模型的準確性;并對計算結果進行分析研究,為浮式輔助安裝技術的實施和改進提供理論指導。


8

高大模板支架的容錯優化設計研究

謝楠1, 趙凱2, 胡杭 3, 潘明棟1

1. 北京交通大學土建學院

2. 中國中輕國際工程有限公司

3. 中建二局土木工程有限公司

摘 要:高大模板支架坍塌事故不斷發生, 人為錯誤是主要原因,但改錯效果不理想,支架往往帶錯工作,迫切需要新的設計思想和技術。本文借鑒道路工程中已取得明顯效果的“容錯設計”,將其引入模板支架的設計中,提出一種新的容錯模架。在通過現場調研掌握人為錯誤發生規律的基礎上,給出不易改正的頑固人為錯誤的辨識方法,研究容錯結構的功能函數和安全水準,提出考慮頑固人為錯誤發生的優化設計方法,以消除錯誤的負面影響,達到安全、適用和經濟的目標。算例表明,經優化后的結構,容錯模架的可靠指標為3.39、用鋼量節省19.5%,達到了“容錯設計”的目標。

9

雙層交通混凝土箱梁傳力路徑試驗研究與分析

祝明橋1, 張紫薇1, 蔣俏1, 石衛華1

1. 湖南科技大學土木工程學院

摘? 要:本文對雙層交通箱梁試驗模型的頂板不同位置在彈性范圍內進行單點加載(六個工況)的試驗研究。基于試驗結果建立有限元模型對其進行分析,在分析值與試驗值吻合良好的基礎上,進一步探究了雙層交通混凝土箱梁的傳力路徑。研究表明:箱梁的橋面板按雙向板傳遞;節間荷載(內橫梁、縱梁)的剪力按簡支梁形式傳到節點,再按節點的荷載分配系數分到到每榀框架梁,最后傳到兩端支座。


10

改進的PHC管樁與承臺連接處樁端受力性能研究

楊志堅1, 雷岳強1, 譚雅文2, 李幗昌1, 王景明1

1. 沈陽建筑大學土木工程學院

2. 北京東方華脈工程設計有限公司沈陽分公司

摘要:進行了配置非預應力筋、樁身混凝土中摻入鋼纖維以及樁端纏CFRP三種改進的PHC管樁與承臺連接處樁端的往復荷載試驗,研究了構件的滯回性能、耗能性能和剛度退化等。試驗結果表明,樁身混凝土摻入鋼纖維之后,管樁的耗能性能有所改善,三種改進方式對管樁的剛度都有一定的提高,其中配置非預應力筋的效果最為顯著。采用有限元分析軟件ABAQUS對節點在往復荷載作用下的受力性能進行了模擬分析,計算結果和試驗結果吻合較好;在此基礎上,對試件各進行了全過程受力分析,結果表明,管樁改進之后,預應力筋的應力有所減小。

11

小型汽車撞擊后框架柱剩余承載力的數值研究

錢藍萍1, 李 易1, 陸新征2, 閆維明1

1. 北京工業大學工程抗震與結構診治北京市重點實驗室

2. 清華大學土木工程安全與耐久教育部重點實驗室

摘? 要:建筑結構局部構件遭受撞擊后的承載力損失可能引發整體結構系統的連續倒塌。為分析小型車輛撞擊下多層框架柱軸向剩余承載力的影響因素,本文按照軸壓承載力相等的原則,設計了3類柱:鋼筋混凝土(RC)方柱、方鋼管混凝土(CFST)柱和方鋼(ST)柱,并基于非線性有限元軟件對4種因素(車速、撞擊角度、軸壓比和柱類型)的影響進行了參數分析。分析結果表明:速度越大,柱損傷越大,柱剩余承載力越低;柱在斜向45度撞擊時比0度正撞下剩余承載力更大;軸壓比對剩余承載力的影響取決于柱截面類型;RC柱的剩余承載力最大,CFST柱和ST柱剩余承載力較大且差異不明顯。

12

近場脈沖型地震作用下PC框架結構抗震性能分析

鄭福聰1, 郭宗明1, 張耀庭1

1. 華中科技大學土木工程與力學學院

? 摘? ? 要:對近場地震作用下的PC框架結構的抗震性能進行分析已成為工程中的必須,為此本文按照我國現行規范設計了兩榀預應力混凝土框架,并基于OpenSees平臺建立有限元模型,對所設計的框架在近場脈沖型地震和近場無脈沖型地震作用下的動力響應進行了研究。分析結果表明:罕遇地震作用下,PC框架結構的響應增幅較常遇地震作用下更大,結構進入塑性階段時,近場脈沖型地震會比近場無脈沖型地震使PC框架結構產生更大響應;當加速度峰值相同時,罕遇地震作用下,近場脈沖型地震作用會使自振周期較長的PC框架結構產生較大響應;按我國現規范進行近場區預應力混凝土框架結構的建設時,有可能存在不安全的因素,有必要對現規范在近場區的適用性進行深入研究。

13

膠合木梁抗剪性能研究綜述

曹磊1,2, 陳伯望1

1. 中南林業科技大學? 土木工程學院

2. 湖南工業大學 土木工程學院

摘要:木材的剪切性能相對其它力學性能較低,在不確定的多種應力作用下,膠合木梁很可能產生剪切破壞。然而,因其抗剪性能研究較為復雜且較少,膠合木梁的抗剪設計常被忽視。本文整理和分析了膠合木梁抗剪性能研究現狀,介紹和分析了影響膠合木梁抗剪性能的因素,包括剪跨比、構件尺寸、測試方法、裂紋及干濕條件等,分類總結和評價了膠合木梁抗剪設計的幾種理論方法,為膠合木梁的抗剪設計提供參考。

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