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第三届建筑结构基础理论与创新实践学术论坛

作者：王铁成高振兰赵海龙天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

基于计算流体动力学软件FLOW-3D,以理想孤立波模拟海啸波浪,建立模拟波浪与建筑物相互作用的三维数值水池,对不同开洞工况的低矮建筑物模型进行海啸波浪冲击模拟,对比分析建筑物迎水面开洞大小对建筑物受海啸波浪作用的影响.结果表明:... 详细信息

基于计算流体动力学软件FLOW-3D,以理想孤立波模拟海啸波浪,建立模拟波浪与建筑物相互作用的三维数值水池,对不同开洞工况的低矮建筑物模型进行海啸波浪冲击模拟,对比分析建筑物迎水面开洞大小对建筑物受海啸波浪作用的影响.结果表明:海啸波浪爬坡上岸后,海啸波浪的最大速度Vmax与浪高h相关,其值介于1.5√gh和2.5√gh之间;建筑物在淹没状态下,迎水面的动水压强呈梯形分布,建筑物受力随迎水面墙体开洞的增大而减小,较小开洞的工况受力最为不利;房屋底部不应布置过多的迎水墙,应在允许范围内,尽量增大迎水面门窗洞口,有利于海啸波浪的分流,减小海啸对建筑物的作用.

关键词：建筑结构开洞工况海啸波浪作用有限元分析受力性能

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基于损伤演化的杆件断裂模拟方法及其应用

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振动与冲击 2013年第2期32卷 67-70页

作者：丁阳葛金刚天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

建立了钢材的弹塑性损伤本构模型,将其与有限单元法中分段纤维梁模型结合,实现了杆件不同位置损伤程度评估,根据评估结果实时修正杆件特性,建立了杆件断裂数值模拟方法。将所建立的杆件断裂模拟方法应用于单调递增荷载作用下的梁系结构... 详细信息

建立了钢材的弹塑性损伤本构模型,将其与有限单元法中分段纤维梁模型结合,实现了杆件不同位置损伤程度评估,根据评估结果实时修正杆件特性,建立了杆件断裂数值模拟方法。将所建立的杆件断裂模拟方法应用于单调递增荷载作用下的梁系结构和地震作用下的单层网壳结构,结果表明,所建立方法可有效地模拟杆件断裂;杆件断裂突然,与其相连的节点位移及杆件应变能突增,可能导致与其相连杆件破坏;强震作用下单层网壳结构可能发生杆件断裂,导致结构局部刚度降低,引起结构倒塌破坏。

关键词：杆件断裂数值模拟损伤演化纤维梁模型节点位移应变能

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梁柱节点处锚固方式对粘钢梁抗弯性能影响研究

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建筑技术 2014年第2期45卷 170-173页

作者：李海彬王存贵张新民张立敏李志国天津大学土木系天津300072 中国建筑第六工程局有限公司天津300451 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为探究梁柱节点处锚固方式对粘钢加固梁抗弯性能的影响,对3个采用新型锚固方式的粘钢加固试件以及采用《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)提供的锚固做法对比试件进行单向静载试验,对规范做法给出改进措施并利用ABAQUS建模分... 详细信息

为探究梁柱节点处锚固方式对粘钢加固梁抗弯性能的影响,对3个采用新型锚固方式的粘钢加固试件以及采用《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)提供的锚固做法对比试件进行单向静载试验,对规范做法给出改进措施并利用ABAQUS建模分析。结果表明:(1)柱端U形箍板与加固钢板间距离对粘钢梁抗弯性能影响明显;(2)采用角钢加锚栓进行锚固的试件抗弯性能良好;(3)采用斜向植筋和加肋锚固钢板进行锚固的试件,其抗裂能力及抗弯刚度与计算值接近,但由于加固钢板剥离,抗弯承载力略低。

关键词：粘钢加固锚固抗弯性能钢筋混凝土梁

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向心关节轴承撑杆上节点试验研究及有限元分析

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建筑结构学报 2013年第11期34卷 70-75页

作者：王哲王小盾陈志华刘红波天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程与安全教育部重点试验室天津300072

将向心关节轴承引入弦支穹顶结构的索杆体系,作为撑杆上节点的刚性转动核心,形成了向心关节轴承撑杆上节点。对该节点进行轴向加载试验,得到其承载力以及全过程应力发展情况。试验结果表明,即使在节点耳板屈服后,刚性转动核心转动性能... 详细信息

将向心关节轴承引入弦支穹顶结构的索杆体系,作为撑杆上节点的刚性转动核心,形成了向心关节轴承撑杆上节点。对该节点进行轴向加载试验,得到其承载力以及全过程应力发展情况。试验结果表明,即使在节点耳板屈服后,刚性转动核心转动性能仍然良好,能够保证该节点在轴压作用下仍然具有较好的转动能力。采用ANSYS软件对该节点试验进行了考虑接触的非线性有限元分析,得到各部件应力状态,补充节点试验数据。试验和数值分析结果表明,该类型节点力学性能良好。最后根据分析结果提出了铰节点刚性转动核心的概念,并给出了该类型撑杆上节点承载力及转动能力的建议设计计算式。

关键词：撑杆上节点向心关节轴承摩擦静力试验有限元分析接触分析受力性能

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超低温冻融循环对混凝土材料性能的影响

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工程力学 2013年第B06期30卷 125-131页

作者：魏强谢剑吴洪海天津大学建筑工程学院土木工程系天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

借助低温冰箱和超低温加载箱降温的方式,考虑不同混凝土等级、不同冻融次数、不同冻融温度及不同含水量等因素,对63个混凝土立方体试块和21个钢筋混凝土拔出试件进行了冻融循环。通过对冻融循环后立方体试块的强度试验和拔出试件的拔出... 详细信息

借助低温冰箱和超低温加载箱降温的方式,考虑不同混凝土等级、不同冻融次数、不同冻融温度及不同含水量等因素,对63个混凝土立方体试块和21个钢筋混凝土拔出试件进行了冻融循环。通过对冻融循环后立方体试块的强度试验和拔出试件的拔出试验,探究了各因素对混凝土强度及钢筋与混凝土黏结强度的影响。此外,通过对立方体试块残样的SEM电镜扫描试验,揭示了冻融循环对混凝土微观结构的损伤过程及原理。结果表明:水胶比对冻融后混凝土的强度影响较大,添加高效减水剂有助于提高混凝土抵抗冻融破坏的能力;少次数超低温冻融循环对高标号混凝土的强度降低不显著;与混凝土抗压强度相比,低温和超低温冻融循环对抗拉强度的降低作用更加明显;SEM电镜扫描试验有效地解释了混凝土在冻融循环下强度降低的微观机理;少次数超低温冻融循环对钢筋与混凝土黏结强度的降低作用不容忽视。

关键词：超低温冻融循环混凝土钢筋强度黏结性能

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高架桥-地铁站-桩-土复杂结构体系地震反应分析

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工程力学 2013年第B06期30卷 53-58页

作者：张海顺姜忻良张亚楠天津大学建筑工程学院/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300072

基于ANSYS对机场航站区高架桥与其下通过的地铁车站的交叉处结构进行了地震反应分析研究,建立了高架桥-地铁站-桩-土相互作用复杂结构体系的计算模型,同时与桥墩墩底简化为固定端模型单独来分析计算上部桥体以及取消地铁结构替换为承台... 详细信息

基于ANSYS对机场航站区高架桥与其下通过的地铁车站的交叉处结构进行了地震反应分析研究,建立了高架桥-地铁站-桩-土相互作用复杂结构体系的计算模型,同时与桥墩墩底简化为固定端模型单独来分析计算上部桥体以及取消地铁结构替换为承台和桩基础的整体模型进行了地震时程反应对比分析。结果表明:考虑相互作用后,整体结构的动力特性与刚性地基假定下的结果存在较明显的差异,不但体系的自振周期增大,并且前几阶主要振型也有很大改变;整体结构的最大位移增大,但顺桥向与横桥向增大幅度明显不同;而对于最大位移节点的加速度、桥梁支座及桥墩墩底反力,三者的顺桥向与横桥向的差别更加明显,其顺桥向比固定端模型减小,而横桥向出现增大的情况。这些现象表明:对复杂结构体系进行抗震设计分析时,考虑土-结构动力相互作用带来的影响十分必要。

关键词：结构工程抗震分析有限元方法曲线桥梁地下结构活动盆式支座

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无支撑多级支护结构稳定性与破坏机理分析

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天津大学学报 2013年第4期46卷 304-314页

作者：郑刚程雪松刁钰天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

无支撑多级支护结构是一种适用于软土地区大面积深基坑的新型支护技术,但其变形受力特点、设计理论及稳定评价方法等尚不完善.将大变形计算方法物质点法(MPM)应用到基坑稳定性研究中,结合传统的有限元方法,从小变形及大变形两方面对某... 详细信息

无支撑多级支护结构是一种适用于软土地区大面积深基坑的新型支护技术,但其变形受力特点、设计理论及稳定评价方法等尚不完善.将大变形计算方法物质点法(MPM)应用到基坑稳定性研究中,结合传统的有限元方法,从小变形及大变形两方面对某工程实例中的两级支护基坑进行了剪切滑动面开展及变形破坏等方面的分析.结果表明:无支撑多级支护体系在方案合理的情况下,次级支护结构可以有效抑制主要支护结构被动区塑性剪切带的开展,各级支护结构协同工作能力良好,整体稳定性强,失稳破坏后最终形成一个过主要支护结构下部的圆弧形滑动面,破坏模式类似于悬臂厚挡墙;另外,与传统方法不同,MPM可以更好地预测出土体强度变化时基坑破坏的最终滑动面和影响范围.

关键词：基坑无支撑支护结构多级开挖稳定性破坏机理物质点法

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基于UKF的双轴耦联Bouc-Wen模型识别与应用

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工程力学 2013年第7期30卷 1-6页

作者：李宁李忠献谢礼立天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室中国地震局工程力学研究所

Bouc-Wen模型常用于非线性滞回模拟,具有滞回曲线连续可微、可考虑退化、拈缩等非线性效应的优点。该文在双轴Bouc-Wen模型的基础上,提出了适用于单向偏心结构的平扭耦联Bouc-Wen模型,导出状态方程并利用无色Kalman滤波器(UKF)对其进行... 详细信息

Bouc-Wen模型常用于非线性滞回模拟,具有滞回曲线连续可微、可考虑退化、拈缩等非线性效应的优点。该文在双轴Bouc-Wen模型的基础上,提出了适用于单向偏心结构的平扭耦联Bouc-Wen模型,导出状态方程并利用无色Kalman滤波器(UKF)对其进行参数辨识。结合单向偏心结构的等效二自由度模型(EDDOF),利用UKF对其非线性反应信号进行系统辨识,进行了应用研究。结果表明:UKF可对双轴耦联系统的状态及参数进行快速高效识别,且精度可靠,通过单向偏心结构地震反应分析和辨识验证了其适用性和可靠性。该模型亦可表征广义系统状态,拓展应用于结构监测控制、可靠性和随机反应分析等相关研究领域的应用。

关键词：无色Kalman滤波器等效二自由度 Bouc-Wen模型双轴耦联参数辨识

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玄武岩纤维双快水泥混凝土力学性能研究

玄武岩纤维双快水泥混凝土力学性能研究

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第十四届全国现代结构工程学术研讨会

作者： Abessolo Ekouma Kevin Mike 杨明王东刘飞朱涵天津大学建筑工程学院中国建筑第八工程局有限公司滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

双快水泥混凝土(FCRC)[1],即快速凝结,快速硬化水泥混凝土,由于其具有快凝快硬、早期强度高等优点,目前正被大量应用于道路快速修复、机场跑道维修以及地下管道维修及建筑物加固等工程项目。但双快水泥也存在一些问题,诸如抗拉强度不高... 详细信息

双快水泥混凝土(FCRC)[1],即快速凝结,快速硬化水泥混凝土,由于其具有快凝快硬、早期强度高等优点,目前正被大量应用于道路快速修复、机场跑道维修以及地下管道维修及建筑物加固等工程项目。但双快水泥也存在一些问题,诸如抗拉强度不高,以及易因养护不当造成干燥收缩等问题,限制了双快水泥的大量应用。另一方面,大量科学研究及工程实践表明,在普通混凝土中掺入适量玄武岩纤维,通过调整混凝土配合比,可以在几乎不影响混凝土抗压强度的条件下有效地提高混凝土的韧性,减少混凝土的收缩开裂,改善混凝土的耐久性[2-8]。而在双快水泥混凝土中添加玄武岩纤维,能改善混凝土的弯折强度,延缓了裂缝的开展、减少早期混凝土收缩,加上其良好的耐久性(例如耐冲击、抗渗、抗冻)以及水泥的快凝快硬性能成功地jhhj,0.1%,0.2%,0.3%和0.4%)、不同纤维长度(6mm、18mm)的玄武岩纤维对双快水泥混凝土的立方体抗压强度和抗折强度的影响,得到了如下结论:1.随着BF体积掺量的增加,6mm玄武岩纤维双快水泥混凝土抗压强度(龄期1d、28d)呈先增然后缓慢下降的趋势,当BF体积掺量为0.1%时,立方体抗压强度最大。***的掺入增强了双快水泥混凝土的韧性。***的加入改善了双快水泥混凝土的延性,一定程度上延缓了混凝土裂缝的开展,起到了良好的阻裂作用。同时,对双快水泥混凝土的抗折强度起到了一定的增强作用,增强作用的提高幅度根据掺入不同长度的纤维而有所不同。

关键词：玄武岩纤维双快水泥力学性能

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考虑土-结构相互作用的多跨连续梁桥振动台阵试验研究

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土木工程学报 2013年第11期46卷 98-104页

作者：闫晓宇李忠献李勇杜修力天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124

土-结构相互作用(SSI)对软土地基上桥梁结构地震响应的影响不可忽略。通过对一座1∶10比例的四跨高架连续梁桥模型的振动台阵试验,系统地分析了SSI效应对大跨度连续梁桥地震响应的影响规律。研究表明:顺桥向地震激励下,SSI效应增大了桥... 详细信息

土-结构相互作用(SSI)对软土地基上桥梁结构地震响应的影响不可忽略。通过对一座1∶10比例的四跨高架连续梁桥模型的振动台阵试验,系统地分析了SSI效应对大跨度连续梁桥地震响应的影响规律。研究表明:顺桥向地震激励下,SSI效应增大了桥墩变形、墩底受力、墩顶水平加速度及主梁水平加速度,地震响应峰值随剪切波速的减小而单调递增,说明剪切波速是影响SSI效应的重要因素;桥墩加速度响应、位移响应和应变响应对SSI效应的敏感程度有所差异,其中加速度响应对SSI效应最敏感,考虑SSI效应后增幅最大;SSI效应将引起支座相对位移的剧烈变化;实时耦联动力子结构试验技术是进行桥梁结构考虑SSI效应的振动台试验的有效方法。

关键词：连续梁桥土-结构相互作用振动台阵试验地震响应实时耦联动力子结构试验

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