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斜撑布设方案对高支模抗倒塌性能的影响

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1657-1664页

作者：高欣何舰兰春光王泽强吉林大学建设工程学院长春130021 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039

基于LS-DYNA对比分析了对称式矩阵型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型和螺旋式梅花型共4种斜撑布设方案对高支模极限承载能力与立杆破坏规律的影响;采用变换荷载路径法(AP法),研究了关键性立杆突然失效情况下,高支模动力响应规律;结合位移... 详细信息

基于LS-DYNA对比分析了对称式矩阵型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型和螺旋式梅花型共4种斜撑布设方案对高支模极限承载能力与立杆破坏规律的影响;采用变换荷载路径法(AP法),研究了关键性立杆突然失效情况下,高支模动力响应规律;结合位移比法与应力比法,评估了高支模抗倒塌能力。结果表明:极限承载力按照从大到小排序为,螺旋式梅花型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型、对称式矩阵型;对称式布设方案中的Ⅰ型立杆底层最先发生破坏,而螺旋式架体初始失稳立杆的具体位置没有规律;高支模抗倒塌能力按照从大到小排序为,螺旋式梅花型、对称式梅花型、对称式矩阵型、螺旋式矩阵型。

关键词：建筑结构盘扣式支撑体系斜撑搭设极限承载力倒塌规律抗连续倒塌动力响应

波浪与反弧面直墙防波堤相互作用的砰击载荷数值预报研究

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中国造船 2024年第1期65卷 223-236页

作者：薛瑛杰赵伟文万德成上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL)船舶海洋与建筑工程学院上海200240

采用基于开源平台Open FOAM开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对实尺度下波浪与反弧面直墙防波堤相互作用开展了数值研究。采用主动造波-消波方法生成不规则波,采用基于分段线性界面模型的几何流体体积法捕捉自由面。数值模拟时在距造波... 详细信息

采用基于开源平台Open FOAM开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对实尺度下波浪与反弧面直墙防波堤相互作用开展了数值研究。采用主动造波-消波方法生成不规则波,采用基于分段线性界面模型的几何流体体积法捕捉自由面。数值模拟时在距造波点不同位置处设置了波高测点,在防波堤表面布置了多个压力测点,并将各测点得到的波高及砰击压力时历数据与试验进行对比。研究表明,受入射波、反射波和空气涡流场的影响,靠近防波堤位置处的波面线将会形成两个明显的峰区。在砰击发生后,防波堤表面的砰击压力将随流体运动向顶部与底部转移,在圆弧段顶部产生高频压力振荡。同时发现防波堤顶端的反弧墙将上涌流体转化为水平射流,极大地改变了气相涡量场结构,能缓解溢流问题。

关键词：反弧面直墙防波堤砰击载荷几何流体体积法破碎波

基于BP神经网络的海底浅层超软黏土不排水抗剪强度预测

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中国海上油气 2024年第1期36卷 176-185页

作者：孙耀李飒李怀亮甘惠良赵福臣天津大学建筑工程学院天津300350 海洋石油工程股份有限公司天津300461

准确评估海底浅层超软黏土的不排水抗剪强度对海洋资源开发、灾害评估、海洋工程建设等具有重要的意义。世界多个海域超软黏土数据分析对比表明,现有不排水抗剪强度评估经验公式存在受地域限制的问题,计算精度较低。因此,以超软黏土的6... 详细信息

准确评估海底浅层超软黏土的不排水抗剪强度对海洋资源开发、灾害评估、海洋工程建设等具有重要的意义。世界多个海域超软黏土数据分析对比表明,现有不排水抗剪强度评估经验公式存在受地域限制的问题,计算精度较低。因此,以超软黏土的6个物性指标为输入变量,不排水抗剪强度为输出变量,建立BP神经网络模型进行海底浅层超软黏土不排水抗剪强度预测;根据建立的超软黏土不排水抗剪强度与物性指标之间的非线性映射网络,以权积法求解超软黏土不排水抗剪强度对各指标的敏感度系数,定量分析各指标对不排水抗剪强度的影响程度。结果表明:考虑多因素影响的BP神经网络模型在超软黏土不排水抗剪强度预测方面具有普遍适应性,其预测结果非常接近落锥试验实测结果,均方差0.02139,R2值达到0.9874,预测精度远高于现有经验公式;采用权积法计算得到的对数流动性指标对不排水抗剪强度最为敏感;据此建立了以对数流动性指标为参数的黏土不排水抗剪强度预测经验公式,该公式在计算中国海域超软黏土不排水剪切强度方面具有较高精度,但由于数据量有限,依旧存在一定局限性。本研究为海底浅层超软黏土不排水抗剪强度的计算提供了参考。

关键词：海底浅层超软黏土不排水抗剪强度 BP神经网络权积法物性指标敏感度

氯盐环境下UHPC-NC界面黏结性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 11-20页

作者：谢剑杨云涛陈玉洁杨荣伟天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 北京市既有建筑改造工程技术研究中心(天津分中心) 天津300350 上海建筑设计研究院有限公司上海200092

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意... 详细信息

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.

关键词：界面黏结性能超高性能混凝土普通混凝土氯盐环境界面处理黏结滑移模型

正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点抗火性能研究

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土木工程学报 2024年第3期57卷 59-68页

作者：王明谦许清风宋晓冰陈玲珠王振鹏冷予冰上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室上海200032 上海交通大学上海200240

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模... 详细信息

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模式具有重要影响。受火90min及以内各试件组的破坏模式均为凹槽附近混凝土截面的脆性剪切破坏;受火接近120min的试件破坏模式为凹槽附近木材损伤十分严重(炭化和脱落)和凹槽下方木材的顺纹受压屈服,同时自攻螺钉附近部分混凝土被压碎。随着受火时间的逐渐增加,多数试件组的抗剪承载力逐渐降低,最大降低幅度为28.1%。荷载比对试件耐火极限具有重要影响:随着荷载比的不断增加,试件耐火极限最大降幅为50.7%。除试件组SFL3和SFL4外,有限元模型的计算结果与试验结果较为接近,预测误差在15%以内,满足工程精度要求。

关键词：正交胶合木-混凝土组合楼板连接节点单剪受力性能火灾数值模拟

补气增焓准二级压缩空气源热泵理论最佳除霜量研究

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太阳能学报 2024年第7期45卷 407-414页

作者：刘向龙杨浩罗宸胡广刘泽澎周茂军湖南工程学院建筑工程学院(北院) 湘潭411104 湖南尊丰机电科技有限公司怀化418000

为解决能源浪费的问题,通过引入相关结霜模型进行理论分析,结合实验数据得出“理论最佳除霜量”的半经验公式。为验证该公式有效性,针对某厂家的补气增焓准二级压缩空气源热泵进行不同工况下:空气相对湿度65%、70%、80%,对应的空气干球... 详细信息

为解决能源浪费的问题,通过引入相关结霜模型进行理论分析,结合实验数据得出“理论最佳除霜量”的半经验公式。为验证该公式有效性,针对某厂家的补气增焓准二级压缩空气源热泵进行不同工况下:空气相对湿度65%、70%、80%,对应的空气干球温度-4~4℃的温度区间的实验测试。通过测试不同状态下的实际除霜量与“理论最佳除霜量”的半经验公式计算的理论除霜量进行比较,发现两者相对误差较小,保持在±10%以内,该公式对霜层后期的预测值较为准确,可作为设计补气增焓准二级压缩能够空气源热泵融霜时间控制的基准。

关键词：空气源热泵补气增焓除霜传热特性最佳除霜量结霜模型

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考虑惯性力的螺栓临界松动载荷影响因素分析与试验

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振动与冲击 2024年第10期43卷 149-155页

作者：尹思迈邓小伟张大平吴益文余征跃上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 上海华测智科材料技术有限公司上海201114 上海海关工业品与原材料检测技术中心上海200135

为准确探究横向振动工况下螺栓连接的松动特性,综合考虑了局部滑移与扭矩滑移的影响,建立了考虑惯性力的螺栓连接模型,对螺纹周向不同位置进行受力分析,得到了计算螺栓临界松动载荷的理论计算方法,并利用横向振动试验进行了验证,结果表... 详细信息

为准确探究横向振动工况下螺栓连接的松动特性,综合考虑了局部滑移与扭矩滑移的影响,建立了考虑惯性力的螺栓连接模型,对螺纹周向不同位置进行受力分析,得到了计算螺栓临界松动载荷的理论计算方法,并利用横向振动试验进行了验证,结果表明该理论计算方法具有更高的准确性。定量计算了不同预紧力、螺纹面摩擦因数、振动次数、螺距、振动频率、螺纹升角等参数下的螺栓临界松动载荷,揭示了螺栓松动的主要影响因素。当增大预紧力、螺纹面摩擦因数,降低振动次数、螺距、振动频率和螺纹升角时,螺栓临界松动载荷随之增大,有利于提高螺栓连接抵抗自松弛的防松能力。研究结果对螺栓连接防松设计具有指导意义。

关键词：螺栓连接横向振动惯性力临界松动载荷数值计算

几何偏差对多螺栓复合材料接头螺栓载荷和应力分布的影响研究

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力学季刊 2024年第1期45卷 187-199页

作者：万朋李志敏郑丞杨礼睿王淼刘涛上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海飞机制造有限公司上海201324 上海交通大学重庆研究院重庆401135

本研究建立了考虑间隙的复合材料双搭接结构的半解析模型,描述了几何偏差对螺栓载荷和应力分布的影响.首先,从典型复合螺栓接头中提取螺栓/孔局部结构作为代表单元,建立考虑随机几何偏差与接触状态的螺栓/孔对的局部刚度模型.基于Reddy... 详细信息

本研究建立了考虑间隙的复合材料双搭接结构的半解析模型,描述了几何偏差对螺栓载荷和应力分布的影响.首先,从典型复合螺栓接头中提取螺栓/孔局部结构作为代表单元,建立考虑随机几何偏差与接触状态的螺栓/孔对的局部刚度模型.基于Reddy高阶剪切板理论,建立复合材料层合板有限元分析模型.将螺栓/孔对的局部刚度模型与层合板全局刚度模型相结合,形成了综合考虑螺栓/孔间隙和孔拉伸变形的多螺栓复合材料接头装配力学分析模型.随机螺栓/孔组合间隙分析结果表明,合理的螺栓间隙设置可以得到更均匀的钉载分布,为多螺栓接头的排孔设计提供理论指导.

关键词：复合材料多螺栓连接几何间隙局部/全局刚度螺栓荷载分布板应力

考虑土-结构相互作用的超高层结构地震非线性分析

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 25-38页

作者：潘玉华王翠坤时继瑞陈才华邱盛源马明崔明哲董皓中建研科技股份有限公司北京100013 国家建筑工程技术研究中心北京100013

目前,对于超高层结构进行动力弹塑性分析时,大多采用刚性地基假定,并忽略土-结构相互作用的影响。为了研究土-结构相互作用对超高层结构的影响,建立精细化的土体-地下室-上部结构三维非线性有限元模型,并对一栋高度366 m超高层塔楼进行... 详细信息

目前,对于超高层结构进行动力弹塑性分析时,大多采用刚性地基假定,并忽略土-结构相互作用的影响。为了研究土-结构相互作用对超高层结构的影响,建立精细化的土体-地下室-上部结构三维非线性有限元模型,并对一栋高度366 m超高层塔楼进行了罕遇地震动力弹塑性分析。首先根据工程场地条件进行了一维等效线性化分析,以获取土层的地震反应。然后,利用波动法解决了在三维土层地震波动输入的问题,并验证了所采用方法的准确性。计算结果表明:与刚性地基假定相比,考虑土-结构相互作用会增加塔楼的自振周期;在预估的罕遇地震作用下,考虑土-结构相互作用后,塔楼的整体地震反应减小;塔楼层间位移角在低区增大,在高区减小,高区最大层间位移角减小,呈现变形向底部转移的趋势;塔楼高区墙体损伤减轻,结构整体刚度退化程度减小,同时基底剪力和倾覆弯矩降低;塔楼巨柱个别位置的内力增大,忽略土-结构相互作用的影响可能会导致设计结果偏于不安全;所提出的方法能够全面考虑场地土的影响,较为真实地模拟超高层结构的地震响应。

关键词：超高层结构土-结构相互作用一维场地分析黏弹性边界弹塑性分析