褚燕风[1]2008年在《Q345GJ结构钢材性试验与参数估计》文中研究表明新国产高性能GJ系列钢材是优质升级换代型建筑用钢,较目前普遍采用的低合金高强度结构钢(特别是在厚板及超厚板方面)有更好的综合性能,目前已开始应用于国家奥运主体育场、首都新机场、央视新大楼等建设项目。与高性能GJ结构钢有关的生产标准(《建筑结构用钢板》GB/T19879-2005)已在2005年颁布,但设计标准还是空白。正在修订的《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ98-99),其修订内容之一就是将国内最新开发生产的高性能GJ结构钢列入规程,加快国内结构钢材的升级换代与优胜劣汰。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001(以下简称“统一标准”)指出,影响结构构件抗力的主要因素是材料性能M,几何参数A和计算模式P,它们都是随机变量。抗力的不定性主要由这些因素的变异性引起,需要确定这些变异性的统计参数和抗力的标准值,为相关规范和规程的制订提供依据。针对上述问题,本文通过独立试验与调研获得大量的Q345GJ结构钢材性数据和截面几何尺寸数据,计入试验加荷速度与试验机柔度对材料性能的影响,采用数理统计方法进行分析,得知Q345GJ钢材料强度和截面几何特征的概率分布满足正态分布规律。按《统一标准》结合结构安全度理论,求得其统计特征,提出设计参数建议值,并作一定的经济性分析。本文的研究内容是为制订GJ系列结构钢的设计标准所做的基础研究(包括试验与分析),其成果供修订规程时参考。同时对推广GJ系列钢材在大跨及高层建筑上的应用,保证结构安全、经济,促进国内冶金工业逐步以新GJ系列钢材置换传统建筑结构钢材有促进作用。
陈鸿志[2]2007年在《筋土界面参数取值及加筋路基边坡设计方法研究》文中进行了进一步梳理加筋土边坡设计时需要解决筋材选择、筋土界面参数取值、筋材的施工损伤等问题；同时，传统的采用定值安全系数的极限平衡法未考虑工程中的各种不确定性因素。为此，本文将加筋材料的拉伸特性与工程容许变形结合起来研究筋材的选型；通过直剪试验和拉拔试验来研究筋土界面参数的影响因素以及施工损伤对筋土界面参数的影响程度；把荷载作用、结构抗力、几何参数等视为随机变量研究其概率分布及统计参数，在此基础上开展了基于概率统计和可靠性概念的加筋土边坡极限状态设计法研究。本文的主要工作与研究成果如下：一、设计参数研究1．统计分析了现有各种加筋材料的力学性质，从工程容许变形的角度提出了各种型式的加筋土结构筋材的简易选型原则；2．通过有肋、无肋土工格栅的对比直剪试验得出了施工损伤对筋土界面参数的影响程度；给出了考虑施工损伤的筋土界面参数的取值修正系数；通过拉拔试验得出，拉拔力-相对位移曲线可用双线性模型来模拟；3．筋土界面参数可分为强度参数和似摩擦系数两种形式。考虑到界面粘聚力的影响，建议设计中采用界面强度参数。并在分类归纳近年来直剪试验和拉拔试验成果的基础上，推荐了界面强度和界面摩擦系数的取值范围，拓宽了筋材与填料的范围，可供相关工程参考；二、设计方法研究4．基于数理统计理论，确定出了加筋土边坡承受的活荷载(汽车、均布活载)、各种填料的重度与抗剪强度指标、筋材抗拉强度、筋土界面参数、边坡几何参数等的统计参数与概率分布模型；5．借鉴定值法的经验，在圆弧滑动模型的基础上建立加筋土边坡的内、外部稳定性极限状态方程；6．根据加筋土边坡的容许可靠指标，采用基于MATLAB平台的自编程序优化计算，得出了加筋土边坡在恒载+均布活载、恒载+汽车荷载两种荷载组合下的各种极限状态分项系数设计表达式中的荷载分项系数和抗力分项系数。
卜凡国[3]2010年在《考虑主观不确定性的混凝土材料强度推断方法》文中指出回弹法是目前检测混凝土抗压强度的主要方法之一,在实际工程中应用广泛,但在推断混凝土强度时也存在着一定的缺陷,未考虑主观不确定性对推断结果的影响。本文针对以上不足之处开展了下列工作：(1)论述了混凝土材料强度测试中客观存在的主观不确定性的影响,包括测量不确定性和空间不确定性。(2)通过实际工程调查和统计分析,确定了钢筋混凝土构件混凝土强度空间不确定性的统计特性,为在混凝土材料强度的统计推断中考虑空间不确定性的影响奠定了基础。(3)利用信度理论建立了考虑主观不确定性,包括测量不确定性和空间不确定性的混凝土强度推断方法,合理考虑了主观不确定性对混凝土强度推断结果的影响。实例分析结果表明,采用该法可以得到与一般工程判断一致的结果。论文研究成果对于改进混凝土强度的推断方法有着重要意义,可为我国《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ／T23-2001)的修订提供重要参考,其基本的研究思想亦适用于其它无损检测技术和评定方法。
赵永枢[4]1986年在《复合材料强度的统计特性及其对结构设计的影响》文中研究表明本文讨论了复合材料强度的统计分析方法。对于所采用的两参数威布尔分布函数,用取自资料上的强度数据,做了参数估计及假设检验。在统计分析的基础上,给出确定设计许用值的方法。讨论了基于结构可靠性、考虑材料强度统计特性时选取安全系数的途径。最后提出两点讨论。
李海军[5]2005年在《钢—混凝土组合梁桥概率极限状态设计方法研究》文中提出以国内外相关规范、文献以及试验研究为基础,通过对现有的按塑性理论分析的组合梁截面抗弯承载力计算公式及栓钉连接件抗剪承载力计算公式的对比分析,确定了用于组合梁桥结构构件抗力统计分析的基本公式。 按结构构件抗力统计分析的间接方法,分别对影响组合梁桥结构构件抗力的叁个主要因素进行统计分析。首先确定了影响组合梁桥结构构件抗力的材料性能不定性随机变量和几何参数不定性随机变量的统计参数;对于计算模式不定性,根据收集到的国内外62组组合梁试验的相关试验数据及栓钉连接件两种破坏形态的125组推出试验数据,经统计计算得到了组合梁截面抗弯承载力及栓钉连接件抗剪承载力计算模式不定性随机变量的统计参数。 运用数理统计学的误差传递公式,推导出了组合梁截面抗弯承载力统计参数的计算公式(以第一类截面为例)。根据此公式和栓钉连接件抗剪承载力统计参数的计算公式及影响抗力的叁个主要因素的统计参数,经综合计算和分析分别得到了组合梁截面抗弯承载力和栓钉连接件抗剪承载力的统计参数。 以组合梁截面抗弯承载力及栓钉连接件抗剪承载力的统计参数为基础,结合组合梁桥上的恒载、活载效应的统计参数,由一次二阶矩验算点法计算确定了相应于两种作用效应组合的抗力分项系数,进而得到了桥梁组合梁截面抗弯承载力和栓钉连接件抗剪承载力的极限状态设计表达式。
朱学超[6]2015年在《水泥混凝土抗冲击性能测定方法研究》文中研究说明众所周知,混凝土材料是现代建筑中应用最为广泛的建筑材料之一。然而,混凝土结构在工作过程中,除了承受静荷载外,不可避免地要承受动态荷载。例如:桥梁和高层建筑要承受风荷载,水坝要承受动水压力的作用,混凝土海洋平台要承受海浪的冲击作用,飞机起飞和降落时对机场跑道的冲击作用,防护结构要承受子弹或飞机的撞击作用,以及结构要承受在地震荷载作用下的冲击作用。这些动态荷载能够造成建筑结构的损坏和倒塌,从而带来财产和生命的损失。由于这些动态荷载的不可预知性,以及破坏性,往往成为结构设计中的重要因素。而混凝土材料的冲击性能是评价混凝土动态性能的一个重要方面,因此,研究混凝土材料在冲击荷载下的抗冲击性能是非常必要的。目前对混凝土材料的抗冲击性能的研究是有限的。由于缺少统一的试验标准,许多研究者采用不同的冲击试验机,不同的试件形状,不同的试件尺寸,不同的测试设备,不同的分析方法,导致许多结果缺少可比性。基于此,美国混凝土协会544(ACI544)推荐了一种落锤冲击试验方法,由于该方法简单、经济,得到广泛的应用。但从已有的文献研究表明:由于该方法本身的问题以及混凝土材料本身的非均匀性,导致试验结果的离散性很大。采用ACI544推荐方法产生数据离散性大的原因主要有:(1)采用圆饼形试件,使得裂缝的出现具有随机性,给裂缝的观测带来了难度,并且用肉眼观测第一条可见裂缝,具有主观不确定性;(2)缺少判断试件破坏的标准。为了减小数据的离散性,预先确定试件的开裂位置。本文采用自行设计的U形试件,以及自主研制的落锤冲击试验装置对混凝土材料进行了一些列的冲击试验,并对试验结果进行了综合的统计分析,主要研究内容及结论如下:1.采用U形试件能够预先确定试件的开裂位置以及裂缝的发展路径,并且只沿着一条裂缝发生破坏,有利于试验过程中裂缝的观测和记录。研制的新型落锤冲击试验装置可行,并且容易操作。2.对于素混凝土,为了减少人为因素造成的误差,将抗压强度值作为试件质量控制的一种手段,通过试件抗压强度值的离散性来反馈监测试件间的差异,避免由于混凝土质量不佳造成试件间差异过大。同时选用四种落锤质量,对叁种龄期下素混凝土U形试件进行抗冲击试验,结果表明:落锤质量与冲击寿命之间存在对数线性关系。3.鉴于冲击试验本身具有很大的离散性,分别计算了素混凝土、玄武岩纤维混凝土和钢纤维混凝土冲击寿命的离散系数;同时计算了文献中采用ACI544方法得到的冲击寿命的离散系数。结果表明:本文研制的落锤冲击试验装置能够减小数据的离散性。通过频率直方图可以看出:抗压强度符合正态分布,冲击寿命不符合正态分布。在相同纤维体积掺量的情况下,钢纤维混凝土抗冲击性能要高于玄武岩纤维混凝土。4.对本文方法得到的冲击寿命,以及文献中采用ACI544方法得到的冲击寿命,分别采用最小二乘法进行线性回归分析,结果表明:初裂冲击寿命(N1)和破坏冲击寿命(N2)之间具有高度线性相关关系。5.冲击的一个重要特征就是它所表现出来的概率统计特性,因而采用概率的方法研究冲击问题是一个非常重要的方面。将冲击寿命N看做一个随机变量,引入顺序统计量和秩的概念,根据平均秩法的期望估计,计算累积失效概率函数F(N)和生存概率函数R(N)的估计值,结果表明:冲击寿命既符合对数正态分布,也符合威布尔分布,且威布尔分布的拟合效果更好。利用威布尔分布建立了冲击寿命与失效概率之间的关系式,对不同失效率下的冲击寿命进行了估计,结果表明纤维混凝土的抗冲击性能可以通过威布尔分布模型进行检验和预测。目前在试验工作中,主要是根据经验来确定试件数量,缺乏必要的理论依据,因而带有很大的主观随意性和盲目性。本文运用数理统计的方法,根据统计学抽样分布中的t分布理论,给出了确定最少试件数的依据和参考建议。6.基于威布尔分布统计损伤模型,分别建立了素混凝土抗压强度的损伤演化方程,以及纤维混凝土冲击破坏损伤演化方程。
宋延勇[7]2008年在《冷弯薄壁型钢偏压构件及自攻螺钉连接承载力试验研究》文中认为材料科学的发展及加工技术的进步使得冷弯薄壁型钢结构在世界范围内得以广泛应用。冷弯薄壁型钢构件朝着高强、超薄方向发展,壁厚2mm以下的冷弯薄壁型钢构件已大量用于工程实际。而我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》仅适用于壁厚2mm～6mm的承重构件,壁厚2mm以下的冷弯薄壁型钢构件的设计与计算在我国尚无技术标准可依。本文以“低层冷弯薄壁型钢建筑试验研究”课题为依托,结合国内外现有研究成果,对壁厚2mm以下Q235钢材冷弯薄壁型钢偏压构件及自攻螺钉连接的承载力性能进行了系统的理论与试验研究。本文首先对66根壁厚2mm以下冷弯薄壁型钢偏压构件(包括开口C形及组合I形两种截面形式)进行了试验研究,并采用大型通用有限元软件ANSYS对其进行了数值计算与分析。基于试验研究及数值分析,本文对中国,澳大利亚(新西兰)和北美冷弯薄壁型钢结构设计规范偏压构件承载力设计计算方法进行了对比分析;对我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》相关设计计算方法对壁厚2mm以下的冷弯薄壁型钢偏压构件的适用性进行了验证;并提出了组合I型截面偏压构件的设计计算方法。结合试验研究结果,本文还对我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的开口C形截面的冷弯薄壁型钢偏压构件设计计算方法进行了可靠度分析。其次,本文还进行了75个自攻螺钉连接的剪切试验研究,基于试验研究结果,探讨了螺钉数目、螺钉排列方式、螺钉间距及端距、板件材料等因素对连接性能的影响。本文研究结果表明:自攻螺钉连接中存在“群体效应”,我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中相关设计计算方法忽略群体效应,对含多颗螺钉的自攻螺钉连接偏于不安全。基于试验及理论研究,结合国内外现有研究成果,本文提出了白攻螺钉连接抗剪承载力的设计计算方法。本文建议的设计计算方法考虑了自攻螺钉连接中存在“群体效应”,引入了螺钉间距修正系数,其理论计算结果与试件试验实测承载力比较吻合,具有一定的合理性。
刘昶宏[8]2008年在《集中荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力分析》文中指出钢筋混凝土构件的斜截面受剪承载力计算是迄今为止尚未很好解决的问题之一。本文针对现行混凝土结构设计规范受剪承载力计算方面的问题,在已有的斜截面受剪承载力试验研究的基础上,对集中荷载作用下钢筋混凝土梁的受剪承载力计算方法进行了研究。本文的主要工作有以下几方面:(1)在对钢筋混凝土梁受剪机理进行分析的基础上,讨论了集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋梁和有腹筋梁的受剪性能,并对有腹筋梁斜截面受剪模型进行了分析。(2)对收集到的国内外钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力试验数据进行分析,研究了影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素,给出了各主要影响因素与受剪承载力之间的关系。(3)建立了用不同混凝土强度指标表达的无腹筋梁受剪承载力平均值的计算公式,给出了具有95%保证率的钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力的计算公式。在此基础上考虑箍筋的作用,建立了钢筋混凝土有腹筋梁的斜截面受剪承载力计算公式,并通过算例分析对其进行了计算验证。(4)对中、美两国混凝土结构设计规范关于构件斜截面受剪承载力的设计方法、设计规定、和计算结果等进行了比较分析,指出了目前我国规范在斜截面受剪承载力计算方面存在的一些问题。
易勇[9]2002年在《材料强度的统计分析》文中研究指明材料成份、结构以及缺陷尺寸、分布的不均匀性造成了其强度的分散性，研究材料强度的统计规律对了解断裂机理、改善材料性能和进行可靠性设计有重要的意义。本文主要研究了Q235钢的屈服强度和抗拉强度、WC－Co硬质合金以及硬质合金涂层的抗弯强度的统计规律，然后用Weibull统计来表征和评价UO2/Zr弥散型板元件的塑韧性的分散性，并将Weibull统计与断裂力学结合建立了UO2/Zr弥散型板元件的断裂模型。用贝叶斯统计和第四强度理论修正后的Weibull统计可以很好地描述Q235钢屈服强度的分布规律，而Q235钢的抗拉强度既可用正态分布也可用叁参数Weibull分布描述。此外还发现：随着试样长度的增加，Q235钢的屈服强度和抗拉强度都随之降低。硬质合金的抗弯强度受诸多因素影响，其分布只有用统计方法才能更好地描述。正态分布、对数正态分布和Weibull分布都可以描述WC-Co硬质合金抗弯强度的统计规律，但从拟合的效果看，正态分布最好，Weibull分布次之。本文还研究了WC颗粒尺寸以及分布对抗弯强度的影响：随WC颗粒平均尺寸减小和WC粒度的均匀性变好，抗弯强度升高且分散性减少。本文还讨论了Weibull统计描述涂层强度的可行性。如果系统可以划分为相互连续独立的单元，当单元数量增加至无穷大时，Weibull分布可以作为系统强度的渐进分布。而二维涂层恰好满足上述条件，本文用Weibull统计研究了硬质合金涂层的抗弯强度。<WP=5>最后，用叁点弯曲方法测定抗弯强度、挠度和断裂功来表征UO2/Zr弥散型板元件的塑韧性；并用Weibull统计表征了这些指标的分散性以此来评价UO2/Zr弥散型板元件的的可靠性。结合Weibull统计和断裂力学建立了UO2/Zr弥散型板元件的叁点弯曲断裂模型，发现改善UO2小球的分布，改变加工方法以及减少Zr-2基体中的含氧量都可以提高板元件的性能和可靠性。
徐小雪[10]2018年在《全级配混凝土强度特性尺寸效应的统计分析及细观数值模拟方法研究》文中指出工程中根据骨料的级配将混凝土分为一至四级,其中四级配混凝土的骨料粒径包含5～20mm、20～40mm、40～80mm、80～150mm四个完整等级,因此四级配混凝土也称为全级配混凝土。全级配混凝土是重力坝、拱坝等大体积水工建筑物的核心建筑材料,其力学性能直接影响建筑物的稳定与安全。全级配混凝土由于其试件尺寸达到450mm,因此试验难度大、设备要求高,仅有少数重点工程才能进行全级配混凝土物理试验。设计中,一般采用湿筛二级配小试件的试验结果来推测全级配混凝土大试件的力学性能,但是两者之间存在较大差异,即存在显着的“尺寸效应”。本文采用统计分析、物理试验与数值模拟相结合的方式,针对尺寸效应的影响程度、尺寸效应的影响因素(荷载形式、试件形状、混凝土龄期)、全级配混凝土的力学性能等问题,开展了一系列研究。本文基于文献资料搜集了 11个工程共209组试验数据,采用统计方法对试验结果进行了分析,研究了全级配混凝土与湿筛二级配混凝土的单轴抗拉强度比值、单轴抗压强度比值、劈裂抗拉强度比值(以下简称为抗拉强度比值、抗压强度比值、劈拉强度比值)的分布规律及离散程度,提供了工程设计的参考取值。此外,基于可靠性设计理论计算了 80%、85%、90%及95%保证率的抗压强度比值,对比了圆柱体试件与立方体试件对抗压强度比值的影响,改进了抗压强度比值随龄期变化的经验公式。本文基于有限单元法提出了裂缝扩展释放算法,并编制了相应的程序。该算法能够有效模拟混凝土的裂缝扩展过程,同时保证计算的稳定性以及算法的简便性。在该算法的基础上,进一步建立了混凝土细观数值模拟方法。该模拟方法首先借用已有的骨料随机投放方法、界面生成方法、网格划分方法,生成具有骨料、砂浆以及界面的叁相非均质细观二维有限元数值模型;然后通过物理试验以及反演方法,确定混凝土各相的力学参数;最后采用裂缝扩展释放算法以及抗拉损伤本构模型,模拟混凝土试件从加载至破坏的全过程。通过与文献中的试验结果进行对比,证实了该模拟方法的可行性。本文采用上述数值模拟方法,进行了全级配混凝土抗拉性能的数值分析,研究了应力应变全过程曲线的变化特性及裂缝的扩展规律。基于大量数值模拟的结果,研究了龄期对全级配混凝土抗拉性能的影响,拟合了抗拉强度、弹性模量随龄期变化的函数公式。最后,本文采用数值模拟方法,进一步研究了全级配混凝土与湿筛二级配混凝土的抗拉强度比值、弹性模量比值以及两者裂缝扩展过程的差异,分析了抗拉强度比值、弹性模量比值随龄期的变化规律。通过数值结果与统计结果的对比,发现规律基本一致。本文研究得到的经验公式、参考取值、数值模拟方法能够为推测全级配混凝土的力学性能提供一条有效且经济的途径,为量化评价水工混凝土结构的服役性能提供依据和方法,具有一定的工程应用价值。
参考文献：
[1]. Q345GJ结构钢材性试验与参数估计[D]. 褚燕风. 重庆大学. 2008
[2]. 筋土界面参数取值及加筋路基边坡设计方法研究[D]. 陈鸿志. 中南大学. 2007
[3]. 考虑主观不确定性的混凝土材料强度推断方法[D]. 卜凡国. 西安建筑科技大学. 2010
[4]. 复合材料强度的统计特性及其对结构设计的影响[J]. 赵永枢. 航空学报. 1986
[5]. 钢—混凝土组合梁桥概率极限状态设计方法研究[D]. 李海军. 长安大学. 2005
[6]. 水泥混凝土抗冲击性能测定方法研究[D]. 朱学超. 天津大学. 2015
[7]. 冷弯薄壁型钢偏压构件及自攻螺钉连接承载力试验研究[D]. 宋延勇. 同济大学. 2008
[8]. 集中荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力分析[D]. 刘昶宏. 西安建筑科技大学. 2008
[9]. 材料强度的统计分析[D]. 易勇. 四川大学. 2002
[10]. 全级配混凝土强度特性尺寸效应的统计分析及细观数值模拟方法研究[D]. 徐小雪. 武汉大学. 2018
标签：力学论文; 材料科学论文; 承载力论文; 冲击试验论文; 荷载分项系数论文; 截面有效高度论文; 荷载组合论文; 截面数据论文; 统计分析论文;