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  • 2015年第42卷第3期文章目次
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    • 近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析

      2015, 42(3):1-8.

      摘要 (1098) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用锈蚀钢筋混凝土柱的滞回试验结果,验证钢筋混凝土构件中锈蚀模型的正确性;利用钢筋混凝土框架的振动台试验结果,验证用OPENSEES程序进行钢筋混凝土结构非线性动力分析的可行性.在此基础上,从PEER地震数据库中选取了30条地震记录,采用OPENSEES建立弹塑性有限元动力分析模型,对钢筋锈蚀的钢筋混凝土桥墩在远场地震、近场非脉冲地震和近场脉冲地震作用下的性能进行非线性时程分析,研究桥墩柱在三类地震作用下的反应,以及钢筋锈蚀对结构地震响应的影响.针对近场脉冲地震对结构进行增量动力分析(Incremental dynamic analysis, IDA),得到结构的IDA曲线和近场地震作用下钢筋锈蚀对结构抗震性能的影响.分析结果表明,在考虑钢筋锈蚀因素时,近场脉冲地震对结构抗震性能影响最为显著,在结构抗震设计中应引起注意.

    • RC框架结构Pushover方法的保证率和适用性研究

      2015, 42(3):9-13.

      摘要 (848) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以7层钢筋混凝土平面框架结构为例,通过统计分析不同地震烈度、不同场地条件、不同地震分组的平面框架在不同抗震设防水准条件下的Pushover分析性能点的概率分布,探讨Pushover分析方法的保证率和适用性.研究表明,Pushover分析方法是一种静力弹塑性分析方法,不适用于结构弹性抗震性能评估.

    • CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能

      2015, 42(3):14-22.

      摘要 (862) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对不同参数CFRP配筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验研究的基础上,对CFRP配筋活性粉末混凝土梁的延性和变形性能进行了研究,并采用数值分析对CFRP配筋活性粉末混凝土梁的延性性能进行了参数分析.试验和分析结果表明:与CFRP配筋普通混凝土梁相比,CFRP配筋活性粉末混凝土梁具有良好的延性和变形能力;提出的荷载-挠度曲线下降段斜率公式能较好地反映出结构实际受力情形,由此计算的基于能量定义的延性指标与试验值吻合较好;采取增大混凝土极限压应变、增加预应力筋无黏结长度、增大受压钢筋的配筋率或降低有效预应力均能有效增大发生混凝土压碎破坏CFRP配筋RPC梁的延性和变形能力.

    • 有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力试验研究

      2015, 42(3):23-30.

      摘要 (813) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪性能,通过11根预应力超高强混凝土梁和4根预应力普通混凝土梁受剪性能试验,对比分析了不同参数对试验梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、承载能力和钢筋应变的影响.结果表明:预应力超高强混凝土梁的破坏形态与预应力普通混凝土梁相似,且预应力超高强混凝土梁具有更好的刚度、承载能力和剪切延性.增大剪跨比和箍筋间距均可降低极限承载力,另外,当预应力度大于0.34时,提高预应力度对极限承载力才有积极贡献.建立了有腹筋预应力超高强混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.此外,利用现行规范(GB 50010-2010)计算有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力的计算结果离散性较大,计算结果不稳定.

    • 冲击荷载下角焊缝动态强度试验研究

      2015, 42(3):31-35.

      摘要 (769) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对焊喉处受拉和受剪两种受力状态的角焊缝连接件进行动态拉伸试验,研究冲击荷载作用下受力状态对角焊缝破坏形态、断面角度、极限强度的影响规律.并通过与静态力学性能比较发现,动态冲击荷载作用下,角焊缝受拉和受剪极限强度均明显提高,即动态应变率效应显著;受拉角焊缝的破坏面角度均为45°,与静力试验结果(90°左右)有显著差异.角焊缝受拉下的应变率效应比受剪时明显,且角焊缝动态极限强度增大系数随应变率的影响规律与以往文献试验结果一致.

    • 铝合金板式节点面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响

      2015, 42(3):36-42.

      摘要 (851) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:铝合金板式节点具有良好的整体刚度性能,其面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响不容忽视.本文在现有研究的基础上,定义了铝合金板式节点面外弯曲刚度矩阵.为进行深入研究,对铝合金板式节点进行有限元模拟.以节点板厚度、节点板半径、杆件高度和螺栓数量为参数,建立14个节点模型,分析关于节点面外弯曲刚度的杆件间交互影响.根据有限元结果,提出计算杆件交互影响程度的理论公式.和有限元结果的比较表明,公式的计算精度高,具有良好的适用性.

    • 钢管混凝土柱-钢梁单边螺栓连接节点静力性能试验研究

      2015, 42(3):43-49.

      摘要 (1305) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对8个钢管混凝土柱-钢梁单边螺栓连接节点进行轴拉及弯剪加载试验,考察了约束拉杆构造措施对节点核心区整体性的影响规律,同时对单边螺栓的工作性能进行了分析研究.试验结果表明:单边螺栓具有良好的力学性能,工作性能安全可靠;方钢管混凝土柱设置约束拉杆能有效限制管壁变形,显著提高节点核心区整体性,减少破坏区域;圆钢管因为管壁稳定性较好,设置约束拉杆对改善节点力学性能效果不明显;穿芯螺栓节点核心区整体性最好;在弯剪加载条件下,单边螺栓节点表现出良好的转动能力.试验结果可供同类研究参考与比较.

    • 瓜柱柱脚直榫节点受弯力学模型研究

      2015, 42(3):50-56.

      摘要 (1135) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究古木结构中瓜柱柱脚直榫节点的受弯性能,设计了3个不同尺寸的缩尺试件模型.通过单调加载试验,获得了节点的弯矩-转角关系以及最终破坏形态.运用大型有限元分析软件,采用实体单元对节点的受弯性能进行数值模拟.结合试验研究和数值模拟结果,在一定简化假定的基础上建立了节点受弯时的简化力学模型.研究结果表明:瓜柱柱脚直榫节点的主要破坏类型为脱榫破坏;受弯时节点的抵抗力矩主要由柱顶轴压力对转动点来合成;节点的弯矩-转角曲线可以简化为带下降段的双折线模型.

    • 建筑抗震中单桩摩阻力动力效应分析

      2015, 42(3):57-62.

      摘要 (760) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了地震发生时单桩摩阻力动力.为揭示摩擦桩与土体在考虑基本地震荷载作用下的耦合响应规律,采用拉格朗日数值分析方法建立桩与土体计算模型,通过施加地震荷载,分析桩周摩阻力、桩体轴力以及土体的变形在不同地震历时下的情况,得到:1) 桩周负摩阻力从桩顶向下呈先增大后减小的态势,在桩长0.35倍范围内出现负摩阻力;2) 由于地震荷载的作用,桩侧摩阻力和轴力均不断变化,当地震时间为3 s时,桩侧摩阻力和轴力达到最大值;3) 随着地震的持续进行,桩体和土体之间的相对位移的变化导致中性点位置发生往复变化;4) 由于地震荷载的作用,土体的位移明显增大.在地震历时0~10 s范围内,地表沉降迅速增大;在地震历时10~15 s时,地震沉降增加的速度明显减慢;当地震历时持续到15~20 s时,地表沉降逐渐减小.

    • 强夯处治粉煤灰路基的显式动力非线性数值模拟

      2015, 42(3):63-69.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于显式动力非线性有限元分析方法,利用ANSYS/LS-DYNA软件对强夯问题进行分析,得出了显式动力非线性数值模拟方法的一般步骤.结合某路基强夯实例建立三维立体模型,对碰撞过程进行数值模拟,得到了强夯加固范围及夯后土体的应力场、位移场.通过与现场实测数据的比对,验证了显式动力非线性有限元数值模拟方法在强夯问题中的适用性.在此基础上,研究和探讨了岳阳地区强夯处治粉煤灰路基中的夯锤参数选取问题,分析比较了夯后土体的沉降,结果表明同能级下重锤低落距有更好的加固效果.

    • 基于三维离散元法的强夯动力响应研究

      2015, 42(3):70-76.

      摘要 (1450) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从宏细观结合入手研究粗粒土在强夯作用下的动力响应机理,以干砂强夯室内模型试验为基础,通过引进和二次开发颗粒流程序(PFC3D),首次采用三维离散元法建立土体和重锤数值模型,模拟了强夯的动力冲击过程,研究了夯锤及土体的动力响应,并初步分析了土体颗粒运动规律.结果表明:强夯振动属于单峰值冲击振动,土体动应力峰值沿深度具有一定的滞后性,动应力的衰减在水平方向较竖直方向快,锤底土体颗粒以竖向运动为主,锤底斜下方颗粒主要做斜向下运动,锤侧颗粒以水平或斜向上运动为主,出现松动和飞起现象,数值模拟结果与室内模型试验基本吻合.研究工作为揭示强夯加固粗粒土细观机理及模拟实际工程问题提供了一种新的思路.

    • 不同长宽比矩形截面高层建筑的风荷载研究

      2015, 42(3):77-83.

      摘要 (914) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对矩形截面高层建筑的整体风荷载,进行B类地貌7种长宽比建筑的测压风洞试验,分析各测点层的体型系数随风向角和高度的变化,研究整体体型系数随风向角和长宽比的变化,最后将试验结果与规范值进行比较.研究表明:垂直长边方向的体型系数最大值出现在正迎风角度;垂直短边方向的体型系数最大值出现在正迎风偏20°角度.垂直短边方向的体型系数随着长宽比的增大而减小.试验获得的整体体型系数随深宽比的变化趋势与规范一致,但数据上有偏差.当深宽比不大于1时,部分试验数据大于规范值,最大值出现在深宽比1∶2工况;当深宽比大于1时,试验数据小于规范值.

    • 大开洞对高层建筑风效应的影响研究

      2015, 42(3):84-88.

      摘要 (885) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在大气边界层风洞中开展了在0.5H和0.85H高度设置洞口的高层建筑刚性模型测力试验,获得不同洞口尺寸、高度、位置以及数量时的高层建筑风致基底反力.从基底弯矩系数和基底一阶广义气动力谱研究了不同洞口设置对高层建筑风效应的影响.研究结果表明:1)顺风向开洞能有效地降低顺风向基底平均弯矩,并且上部开洞效果优于下部开洞,开洞率越大效果越明显;横向基底平均弯矩比较小,大开洞提高基底横向平均弯矩,小开洞则相反;开洞对横风向与顺风向的基底脉动弯矩都有较大影响.2)不管是大开洞还是小开洞,在折算频率约为0.12位置处,均出现了与旋涡脱落频率相近的窄带峰值,且不同工况下,低频段的功率谱值差异略大于高频段.

    • 施工时间参数对混合体系竖向变形差的影响

      2015, 42(3):89-93.

      摘要 (758) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用考虑时间因子的有限元方法研究了钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系的竖向变形差问题.分析表明,施工方案中的时间参数可以确定结构计算中需要考虑的混凝土收缩徐变的数量和参与作用的时间,从而使混凝土收缩徐变对体系竖向变形差以及各构件内力分配的影响发生明显变化.适当增大结构混凝土部分相对于钢结构部分提前施工的层数是减小混凝土收缩徐变效应的较好方法.

    • 秋季桥上纵连板式无砟轨道竖向温差试验研究

      2015, 42(3):94-99.

      摘要 (787) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对某客运专线曲线段简支梁桥上纵连板式无砟轨道结构温度场的连续观测,研究了秋季多种天气情况下曲线桥上无砟轨道温度场的时变规律.基于统计拟合,提出适用于我国典型地区纵连板式无砟轨道秋季竖向温度荷载模式.研究表明:轨道结构昼夜温度变化剧烈,表面最高温差可达16.0 ℃,平均日温差达8.0 ℃;随着距表面深度的增加,轨道结构温度变化幅值逐渐减小,峰值出现时间不断滞后;底座板底面最大日温差为1.5 ℃,平均为0.8 ℃;纵连板式无砟轨道结构的竖向温差可拟合为指数曲线,其曲线形式与中国铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温差分布曲线在形式上较为相似.

    • 路桥过渡段容许台阶高度的确定

      2015, 42(3):100-105.

      摘要 (816) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定路桥过渡段的容许台阶高度,对车辆通过路桥过渡段时的整车舒适度和车桥安全性进行了研究.以平均加权加速度均方根值作为整车舒适度指标,以车轮动力荷载最小值作为车辆安全性指标,以局部冲击系数作为桥梁安全性指标,提出了一种基于整车舒适度和车桥安全性的容许台阶高度确定方法.分析了车速和台阶高度等因素对整车舒适度和局部冲击系数的影响.结果表明:对高速公路和一级公路,整车舒适度对容许台阶高度的要求更为严格,其次是车辆安全性.对二级公路,容许台阶高度各控制指标的严格程度由高到低依次为:整车舒适度、桥梁安全性和车辆安全性.对二级以下公路,其严格程度由高到低依次为:桥梁安全性、整车舒适度和车辆安全性.该方法从车辆舒适度、车辆安全性及桥梁安全性对台阶高度提出了更合理的控制标准.

    • 夹层结构曲面环形浮式桥墩防撞套箱碰撞分析

      2015, 42(3):106-111.

      摘要 (819) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对船舶撞击桥梁的安全问题,提出一种钢-聚氨酯-钢夹层板制作的新型曲面环形浮式桥墩防撞套箱.采用显式动力瞬态非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了船舶撞击桥墩的仿真模型,通过撞击过程中船舶撞击力和速度的变化,分析了船舶、防撞套箱、橡胶护舷、桥墩之间的能量转换以及防撞套箱撞击部位的受力和变形.研究表明:当防撞套箱受最不利撞击时,夹层板曲面环形桥墩防撞套箱能吸收70%的船舶撞击能量,且具有节省箱内加劲板及支架、构造简单、质量轻等特点.本文提出的桥墩防撞套箱具有良好的抗冲击性能和弹塑性能,为工程应用提供了理论依据.

    • 广东江顺大桥抗风性能试验研究

      2015, 42(3):112-119.

      摘要 (890) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法对主跨700 m的广东江顺大桥主桥结构抗风性能进行研究,包括主梁、桥塔气动参数试验与CFD模拟、主梁1/60几何缩尺比节段模型测振试验、主梁1/25几何缩尺比节段模型涡振试验、全桥气弹模型试验研究等.结果表明:该桥在成桥状态和施工状态具有足够的抗风稳定性,在设计风速下涡振性能和抖振响应性能均满足规范要求;大比例主梁节段模型得到的涡振振幅小于常规比例节段模型得到的涡振振幅,表明采用常规比例模型进行桥梁主梁涡振性能评估是偏于保守的.

    • 电子设备热电散热器的节能优化研究

      2015, 42(3):120-124.

      摘要 (1006) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对环境温度对热电散热器性能影响很大的特点,对采用热电制冷系统冷却的户外电子设备散热器进行了数值模拟研究,并得出了用于设计户外电子设备热电散热器的冷热端最优热导分配比.模拟结果表明:当室外月平均气温为0~40 ℃时,散热器最优热导分配比为0.42~0.54;系统散热器的总热导值从30 W·m/K增至50 W·m/K,单片热电制冷片所承担的冷负荷从20 W增至30 W的情况对散热器的最优热导分配比取值影响很小.

    • 室内热环境参数对人体火用损的影响研究

      2015, 42(3):125-131.

      摘要 (1181) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从热力学角度探讨了室内热环境对人体火用损的影响,提出了人体火用及人体火用损的定义,并确定了人体火用计算的基准点.然后以冬季典型办公房间为研究对象,定量分析了室内热环境参数对人体火用损的影响,发现当空气相对湿度为10%~50%时,室内空气温度和室内平均辐射温度的变化对人体火用损影响较大,而当室内空气温度和室内平均辐射温度均小于20 ℃时,室内空气相对湿度的变化对人体火用损影响较小.

    • 基于DEAHP模型的区域生态经济系统可持续发展评价

      2015, 42(3):132-139.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解区域生态经济系统的可持续发展能力,结合区域生态经济系统的内涵及内部结构特征构建了对应的DEAHP模型及评价指标体系.进一步,对2007—2012年间我国省际及三大区域生态经济系统的可持续发展水平进行评价.研究结果显示,近年来我国生态经济系统的整体有序度水平呈单调递增趋势,但整体有序状态仍处于相对低下水平.从区域来看,东部与西部的差异相对较大,而相邻区域之间的差异相对较小.从省域来看,相邻省份之间的差异相对较小,省际生态经济系统的有序发展与地区经济发展程度存在明显的正相关关系.研究表明,DEAHP模型的构建从理论上为评价区域生态经济系统的可持续发展能力提供了一种研究范式,为我国区域生态经济系统的可持续发展提供了一定的理论和实践指导.

    • 基于随机森林赋权和改进ELECTRE-Ⅲ方法的科技奖励评价研究

      2015, 42(3):140-144.

      摘要 (881) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对科技奖励评价中各指标权重的不确定性问题,提出随机森林赋权法,利用可靠性分析计算专家评分数据的泛化误差,根据最小错误率得到各评价项目的各评价指标权重,减少主观赋权的影响;引入一致可信度、非一致可信度和净可信度信息,提出改进的ELECTRE-Ⅲ方法,将某一评价项目优于其他评价项目的程度具体量化,解决专家评分数据为次序变量的问题.实证表明:随机森林赋权法和改进后的ELECTRE-Ⅲ方法相结合,既提高了权重估计的精确度和可信度,又解决了难以给定门槛值和不能完全排序的问题,使评价结果更加科学、客观、合理.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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