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土与结构相互作用大比例模型试验研究

工程力学 2013年第9期30卷 41-46页

作者：尚守平鲁华伟邹新平李双陈婉若湖南大学土木工程学院长沙410082

通过对土槽中的1/4比例的钢框架模型进行激振,测得柔性地基的结构在不同上部结构-地基相对刚度比条件下的加速度反应。把结构吊至刚性地面,输入相同的地震波,测得结构在相应工况条件下的加速度响应。根据上部结构动力平衡方程,求出结构... 详细信息

通过对土槽中的1/4比例的钢框架模型进行激振,测得柔性地基的结构在不同上部结构-地基相对刚度比条件下的加速度反应。把结构吊至刚性地面,输入相同的地震波,测得结构在相应工况条件下的加速度响应。根据上部结构动力平衡方程,求出结构底部的剪力。对比同一工况下柔性地基条件下和刚性地基条件下结构底部的剪力,可得结构的底部剪力折减系数。结果显示,上部结构-地基相对刚度比是影响土与结构相互作用的重要因素,随着上部结构刚度的变化,结构的底部剪力也发生明显的变化。

关键词：土与结构动力相互作用上部结构地基相对刚度比柔性地基刚性地基钢框架低频激振

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钢筋沥青隔震墩数值模拟与试验对比

地震工程与工程振动 2014年第5期34卷 217-224页

作者：尚守平周浩鲁华伟湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

以足尺钢筋沥青隔震墩砌体房屋的正弦激励振动台试验为基础,利用分析软件ANSYS建立空间有限元模型,对钢筋沥青隔震墩进行了数值模拟。并将数值模拟的结果与足尺砌体房屋的正弦激励振动台试验结果进行了比较。结果表明:有限元分析结果与... 详细信息

以足尺钢筋沥青隔震墩砌体房屋的正弦激励振动台试验为基础,利用分析软件ANSYS建立空间有限元模型,对钢筋沥青隔震墩进行了数值模拟。并将数值模拟的结果与足尺砌体房屋的正弦激励振动台试验结果进行了比较。结果表明:有限元分析结果与试验结果基本一致,进一步验证了钢筋沥青隔震墩的有效性和软件ANSYS用于结构隔震分析的可信性。并得出相关结论:钢筋沥青隔震墩砌体房屋在基底激励作用下隔震效果良好,钢筋沥青隔震墩技术是一种适用于砌体结构的隔震技术。

关键词：隔震钢筋沥青隔震墩有限元模型数值模拟隔震性能

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某高纬度寒区隧道施工通风热环境研究

某高纬度寒区隧道施工通风热环境研究

作者：鲁华伟西南交通大学

学位级别：硕士

在高纬度寒区隧道施工中,由于过低的温度条件,造成冬季洞内气温低,人员和机械的工作效率不高,且洞口段容易出现冻害现象。了解隧道施工通风热环境及其变化规律,是高纬度寒区隧道科学合理施工的前提。本文依托中铁隧道集团承建的某高纬... 详细信息

在高纬度寒区隧道施工中,由于过低的温度条件,造成冬季洞内气温低,人员和机械的工作效率不高,且洞口段容易出现冻害现象。了解隧道施工通风热环境及其变化规律,是高纬度寒区隧道科学合理施工的前提。本文依托中铁隧道集团承建的某高纬度寒区隧道施工工程,采用现场调研和数值模拟的方法,对高纬度寒区隧道施工通风热环境进行研究。主要内容如下：首先,通过对位于高纬度寒区的隧道施工现场调研,了解高纬度寒区隧道施工特点、施工组织和施工工艺等热环境影响因素;通过现场测试并结合施工方提供的数据,得到隧道施工洞内气温分布、风管漏风和围岩温度分布规律;建立隧道施工通风数值计算模型并对数值模拟合理性进行验证。然后,针对数值模拟方法在隧道施工热环境研究中存在的时间步长小、计算规模大、模拟周期长,计算耗费的时间过长的问题,提出将相似原理运用到隧道施工热环境数值模拟中,通过理论分析和数值验证的方法对相似原理在隧道施工通风热环境数值模拟中的适用性进行了研究。最后,建立综合考虑风管漏风和隧道围岩的三维计算模型,利用FLUENT软件模拟隧道施工掘进过程对隧道施工通风热环境进行周期为两年的三维数值模拟研究,得到围岩温度和风管漏风对洞内气温和洞口段围岩冻结长度影响规律。

关键词：高纬度寒区隧道施工通风相似原理热环境数值模拟

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角钢约束混凝土轴压短柱试验与有限元分析

角钢约束混凝土轴压短柱试验与有限元分析

作者：鲁华伟大庆石油学院

学位级别：硕士

钢与混凝土组合结构利用了钢材和混凝土在受力过程中的相互作用,充分发挥两种材料的性能,具有承载力高,抗震性能好,施工方便,节约材料等特点。随着我国经济建设的迅猛发展,钢与混凝土的组合结构在高层、超高层建筑和桥梁中得到了越来越... 详细信息

钢与混凝土组合结构利用了钢材和混凝土在受力过程中的相互作用,充分发挥两种材料的性能,具有承载力高,抗震性能好,施工方便,节约材料等特点。随着我国经济建设的迅猛发展,钢与混凝土的组合结构在高层、超高层建筑和桥梁中得到了越来越广泛的应用。钢与混凝土组合结构的重要性和工程中的应用促进了理论与试验研究的进展,但目前对初建外包钢的研究还很少,相应的理论研究尚未充分发展,因此对初建外包钢力学性能的研究具有重要的工程实用价值。本文进行了10根长细比为3的角钢约束混凝土短柱轴心受压试验研究,观察了试件的破坏形态,分析了试件的受力性能,探讨了构件截面、缀板间距以及混凝土轴心抗压强度对角钢约束混凝土柱承载力和延性性能的影响。在试验的基础上,以大型有限元分析软件ANSYS为平台,根据角钢约束混凝土结构自身的特点,钢材取双线性模型,核心混凝土采用由Mander提出的MANDER本构关系模型,建立有限元模型,对角钢约束混凝土柱进行数值仿真分析,得到了荷载—位移全过程曲线,并与试验所得荷载—位移曲线对比,二者吻合较好,可见本文建立的有限元模型是合理,可行的,能较好地再现角钢约束混凝土短柱结构的受力状况。同时非线性有限元分析可以减少试验工作,获取可靠数据,对扩大工程应用都具有十分重要的意义。根据角钢约束混凝土轴压短柱的试验和有限元分析数据回归得到了角钢强度的降低系数和套箍系数之间的关系,进而提出了角钢约束混凝土轴压短柱的承载力计算公式,公式形式简单,便于工程应用。

关键词：角钢约束混凝土短柱极限承载力有限元分析轴心受压试验研究

筏板基础钢框架模型的土与结构动力相互作用研究

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筏板基础钢框架模型的土与结构动力相互作用研究

作者：鲁华伟湖南大学

学位级别：硕士

我国地震带分布广泛，是地震多发区，几乎每年都有地震造成的重大损失。就现在的建筑而言，很少有建筑直接建立在基岩上，绝大多数建筑建立在土层之上。对于基础与土接触的建筑，土―结构相互作用（简称SSI）将会影响结构的受力，基础... 详细信息

我国地震带分布广泛，是地震多发区，几乎每年都有地震造成的重大损失。就现在的建筑而言，很少有建筑直接建立在基岩上，绝大多数建筑建立在土层之上。对于基础与土接触的建筑，土―结构相互作用（简称SSI）将会影响结构的受力，基础振动时发生时的土与结构相互作用称为土―结构动力相互作用（简称SSDI），SSDI会直接影响结构的动力特性。对于与基础接触的土体比较软的结构，土―结相动力互作用对结构的影响比较显著。SSDI影响的大小利弊与结构和土的相对特性有很大关系，如上部结构与地基相对刚度比（简称相对刚度比）。目前国内抗震规范对土与结构动力相互作用的规定比较粗糙，只是简单的采用与周期相关的折减系数法计算地震作用下的动力响应，并没有考虑结构与土的相对特性。这就导致，计算出来的结构动力响应偏小(与刚性地基假定相比)，然而实际情况是，结构的响应也有增大的可能，这会使得考虑土与结构动力响应的结构有可能处于不安全的状态。针对于这种现状，本文主要研究上部结构与地基相对刚度比对结构的动力特性以及动力响应的影响，重点是结构的自振周期和结构的底部剪力随相对刚度比的变化规律。本文的试验模型是一个6层的一跨一开间的钢框架，采用对比试验，即刚性地基上的模型激振试验与柔性地基（土）上的模型激振试验。通过改变层间斜撑改变上部结构的刚度，从而改变上部结构与地基相对刚度比。两个对比试验除地基不同外，别的条件完全一致，在动力激振下的不同反应，即是由土与结构动力相互作用引起的。试验结果显示，上部结构与地基相对刚度比对结构的自振周期与结构的底部剪力影响最大。当相对刚度比大于0.3时，由于地基土相对于上部结构较软，地面震动时，地基土能起到滤波作用，从而导致上部结构的底部剪力减小;当上部结构与地基相对刚度比小于0.3时，上部结构容易与地基土发生共振，从而导致结构的底部剪力増大，应当引起足够的重视。

关键词：土与结构相互作用模型试验相对刚度比自振周期底部剪力

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钢筋沥青隔震层实际工程应用与推广

土木工程学报 2013年第S2期46卷 7-12页

作者：尚守平周浩朱博闻鲁华伟湖南大学湖南长沙410082

主要介绍一种新型隔震层的研究、应用与推广,该隔震技术成果包括钢筋-沥青隔震层和钢筋-沥青水平隔震墩。试验研究结果表明该技术有很好的隔震性能,并且价格低廉、施工方法简单,适用于广大农村地区的建筑,也可推广至第三世界国家的农村... 详细信息

主要介绍一种新型隔震层的研究、应用与推广,该隔震技术成果包括钢筋-沥青隔震层和钢筋-沥青水平隔震墩。试验研究结果表明该技术有很好的隔震性能,并且价格低廉、施工方法简单,适用于广大农村地区的建筑,也可推广至第三世界国家的农村地区使用。其中的钢筋-沥青隔震层技术已经应用于工程实际,并且对已建成的实际工程进行测试,测试结果表明该技术的减震效果非常好,该实际工程是中国首幢采用这种新型隔震层的房屋,总体造价没有增加。钢筋-沥青水平隔震墩技术的提出,更加方便了该技术在村镇地区民居建筑的中使用。

关键词：隔震隔震性能实际工程减震效果总体造价

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钢筋-沥青复合隔震层实际工程应用研究

湖南大学学报（自然科学版） 2013年第7期40卷 1-8页

作者：尚守平朱博闻吴建任鲁华伟湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

农村地区的房屋多为'低矮宽胖'一至两层的砌体结构,且抗震能力普遍不足.基于对钢筋-沥青复合隔震层大量的理论与试验研究,特将该种隔震效果明显、造价低廉、施工方法简易的隔震层应用于一个实际的农村三层民居.结构完工后采用锤击法并配... 详细信息

农村地区的房屋多为'低矮宽胖'一至两层的砌体结构,且抗震能力普遍不足.基于对钢筋-沥青复合隔震层大量的理论与试验研究,特将该种隔震效果明显、造价低廉、施工方法简易的隔震层应用于一个实际的农村三层民居.结构完工后采用锤击法并配合941B型拾振器拾取该房屋一层楼面和地下室地面加速度波,通过分析计算得该隔震房屋的隔震系数.结果表明,该房屋的隔震层可以将地面水平运动加速度衰减40%左右,具有良好的隔震效果.同时经对比计算得知该隔震房屋的造价没有增加.因此可知,这种新型隔震层非常适用于广大农村地区.

关键词：钢筋-沥青复合隔震层实际工程农村民居减震效果

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土-筏基钢框架结构动力相互作用试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2013年第3期40卷 1-6页

作者：尚守平陈婉若鲁华伟邹新平李双湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为了解土-结构动力相互作用,分别在土槽和刚性地基上进行大比例筏板基础-钢框架顶层低频激振,通过改变上部结构刚度而进行了4个工况的试验对比,对采集的信号进行频谱分析和时域分析,得到不同工况下刚框架频率和动力反应,发现土体对结构... 详细信息

为了解土-结构动力相互作用,分别在土槽和刚性地基上进行大比例筏板基础-钢框架顶层低频激振,通过改变上部结构刚度而进行了4个工况的试验对比,对采集的信号进行频谱分析和时域分析,得到不同工况下刚框架频率和动力反应,发现土体对结构频率与动力反应的关系呈现出一定的规律,这种规律主要是由上部结构的刚度变化引起的.土槽中的结构比刚性地基结构自振频率有所折减,随着上部结构刚度的增加土槽中的结构自振频率折减增多,试验最大值可达21.63%.结构各层柱的最大剪力、各楼层加速度峰值及位移峰值有明显的变化规律,加速度折减可达30%以上.

关键词：土-结构相互作用顶层低频激振筏基-钢框架上部结构刚度

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滚装装船在国内海洋石油工程的应用

中国造船 2017年第A01期58卷 330-334页

作者：鲁华伟王彪陈希远张彬海洋石油工程股份有限公司安装公司天津300452

SPMT滚装装船技术在国外应用广泛,但是在国内的研究尚处于起步阶段,论文通过近几年SPMT滚动装船在国内海洋工程领域的发展和案例阐述,对传统的牵引拖拉装船方法与SPMT滚装装船方法进行分析, 主要介绍SPMT滚装装船具有载重量大、装船效... 详细信息

SPMT滚装装船技术在国外应用广泛,但是在国内的研究尚处于起步阶段,论文通过近几年SPMT滚动装船在国内海洋工程领域的发展和案例阐述,对传统的牵引拖拉装船方法与SPMT滚装装船方法进行分析, 主要介绍SPMT滚装装船具有载重量大、装船效率高、操作简单、环境适应性强等优势,从而探讨SPMT滚装装船的特点、方法及工艺流程.这种新装船方式的应用将对海工未来的发展产生深远的影响.

关键词：海洋工程 SPMT 滚装运输