冷弯薄壁C型钢框架斜节点抗震性能试验研究

目前,冷弯薄壁C型钢框架斜节点的抗震性能研究较少,可靠试验数据不充足。为了研究这种节点的抗震性能,设计了6组梁、柱斜节点,通过低周反复加载试验方法,研究各连接组件板域应变分布、螺栓间距、节点板厚度等对节点受力性能的影响。通过改变构造设计,研究了节点的变形性能、承载能力、延性、刚度退化及滞回性能特性。试验结果表明：①试件初始几何缺陷影响小,试件承受推力的能力小于受拉承载能力,试件承载力退化稳定;②6组试件刚度退化均明显,薄垫板试件在荷载控制阶段刚度退化不明显;③C型钢斜节点等效粘滞阻尼系数he与能耗优于其他轻钢节点;④C型钢斜节点框架结构延性高于一般混凝土结构,延性同其他轻钢结构比较基本持平。     

钢筋混凝土柱-钢梁节点的抗震性能研究

提出了一种新型端板高强螺栓连接的狗骨式削弱钢梁-钢筋混凝土柱节点,通过2个足尺试件的低周反复荷载试验研究了其抗震性能和破坏形态.两组试件的试验结果表明此种节点具有较高的强度和刚度.试件EJ1在钢梁狗骨式削弱区的塑性还没有充分发展前发生了连接破坏,节点耗能能力较差;而试件EJ2由于提高了节点连接质量,在梁端狗骨式削弱区形成塑性铰破坏,节点耗能能力较好,抗震性能优良.建议采取措施提高钢梁和端板的焊接质量,尽量采用工厂焊接来保证钢梁狗骨式削弱作用的实现.     

CLT墙体-楼板T型连接件节点力学性能研究

目的正交胶合木(CLT)较之传统的结构用工程木质材料,因其优异的材料性能使得现代木结构建筑能够向高层建筑发展。然而,现有的结构连接节点并不能完全体现CLT板材本身所具有的优异性能。对T型连接件在CLT墙体-楼板处的节点应用进行抗剪性能研究,并与角钢的连接性能进行比较,以探究T型连接件节点的可行性,为T型连接件在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对角钢连接节点试件、不同螺栓直径的T型连接件节点试件进行了单调加载试验。通过特征值分析法,对试验所得的荷载-位移曲线进行分析,对比不同连接节点形式下的峰值荷载、初始刚度、延性系数和耗能情况。结果相比传统的角钢连接节点,T型连接件节点的金属件破坏程度低,木材破坏程度高,且其峰值荷载提高了142.5%,初始刚度提高了125.0%,延性系数下降了33.2%,耗能提高了132.6%。当T型连接件节点的螺栓直径从10 mm增大到12 mm时,其峰值荷载提高了13.2%,初始刚度提高了13.7%,延性系数提高了16.2%,耗能提高了14.8%。结论T型连接件能更好地抵抗墙体-楼板节点的剪切力,并能更好地体现CLT自身的刚度,且T型连接件用于CLT建筑中墙板-楼板节点的力学性能总体好于角钢。对于T型连接件节点,适当增大螺栓的直径可提高其连接强度,但提高程度有限。      

冷弯薄壁型钢-钢混合结构双层墙体抗剪性能试验研究

采用拟静力试验对4个冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体施加低周往复荷载,为研究了冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体抗剪性能.为了考察斜撑的影响,对其中2个试件增加斜撑,试验得到了试件的破坏特征、荷载位移滞回曲线等.试验结果表明,冷弯墙体与钢框架无明显滑移与拔起,两者可以良好的共同工作;试验过程中,下部钢框架均处于弹性阶段,其滞回曲线均为"梭形",无捏缩现象,增强钢框架刚度对其抗剪性能影响不大,但是可以一定程度上缩小变形;上部冷弯墙体主要破坏特征为面板螺钉破坏及OSB板角部破碎;设置斜撑试件中柱龙骨破坏严重,柱顶和柱底均屈曲,斜撑在一定程度上增加了试件弹性阶段的刚度和抗剪性能.在冷弯薄壁型钢钢混合结构中,冷弯墙体与钢框架通过抗拔和抗剪螺栓形成可靠连接传递剪力与柱端附加轴力.冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体可以发挥钢结构与冷弯结构的特点,实现底层大跨度,满足实际工程中的需要.     

混凝土受弯构件刚度计算的统一模式

采用等效截面的方法，建立了钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件在短期荷载作用下抗弯刚度计算的统一模式。公式计算结果与试验结果吻合较好，并与现行规范钢筋混凝土受弯构件的计算公式较好衔接。     

T形件连接方钢管混凝土柱与钢梁的节点有限元分析

为考察T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁的组合节点在低周往复荷载作用下的受力特点,在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对6个采用T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁试件的节点进行梁端单调加载的三维非线性有限元分析。选用4节点和8节点实体单元模拟节点域方钢管、H型钢梁、混凝土、T形件以及高强螺栓,针对节点域接触部位设置了96个普通接触对和32个粘结接触对,并均匀划分网格;采用设置2个分析步的方法对高强螺栓的预拉力影响加以考虑。有限元计算分析得到的节点域破坏形态、峰值抗弯承载力以及P–Δ曲线等结果与试验结果吻合程度较好。节点域应力分布规律分析表明,增大钢管壁厚或T形件翼缘厚度均能提高节点的承载力。     

基于ABAQUS螺栓接头的接触有限元分析

螺栓接头是一种广泛应用的管道连接方式。工程实践证明,法兰强度的破坏极为罕见,而泄漏则是连接失效的主要形式,因此法兰的密封性能成为研究的重点。采用接触有限元方法,计算了螺栓、法兰和垫片三者之间的相互作用,给出了法兰和垫片间接触压强的分布规律,指出了考虑法兰接头密封时管道内压是一个不可忽略的计算因素,验证了螺栓之间的区域为密封的薄弱环节。对有效和准确的评价法兰接头的密封性能,改进法兰接头结构设计,提供了重要的参考。     

朝天门长江大桥拱桁交叉节点弱连接的疲劳安全性

为了深入研究钢桁拱桥拱桁交叉节点弱连接的传力机理和应力分布规律,评估其疲劳安全性,以朝天门长江大桥为工程背景,对拱桁交叉节点弱连接进行了1∶4模型试验.通过有限元分析,选取受力最不利、汇集杆件较多的E18节点为试验研究节点,并基于疲劳损伤累计理论确定了等效荷载内力幅.通过疲劳试验,研究了弱连接结构的参数设计合理性及抗疲劳性能.研究成果可为类似结构的设计提供可靠的参考数据,并为此类弱连接结构在大跨度钢桁拱桥中的应用提供一定的技术支持.     

复合加固梁的裂缝开展及破坏现象分析

本文通过试验测试介绍了混凝土复合加固梁在荷载作用下的裂缝开展情况及破坏现象,分析其发生的原因及机理.为预应力碳纤维布与钢板复合加固混凝土受弯构件的应用提供参考依据.     

高压供电线路故障定位系统的无线传输网络设计

针对现行规范在计算高强度螺栓承压型连接的抗剪承载力时不考虑连接板之间的摩擦力，与承压型高强螺栓的受力机理不相符的问题，采用虚功原理推导了预拉力模拟方法，并采用有限元方法对这一连接的受力过程进行分析.分析结果表明，当连接的承载力由螺栓强度控制时,若不考虑构件间的摩擦力, 则高强螺栓承压型连接的承载力会被低估.在数值分析的基础上对这种连接方式的抗剪承载力提出了考虑连接板间摩擦力的计算方法.与有限元结果比较,该计算方法的误差在10%以内.     

预制装配式圆竹结构房屋的试验与应用

选用我国丰富的毛竹作为结构材料,对圆竹的主要物理力学指标进行了试验与分析.研究结果表明,圆竹的基本力学指标高于TC13级针叶木材,可以作为结构材料使用.设计了几种圆竹构件和结构的金属连接件,基本实现了圆竹构件加工的标准化和施工的预制化.设计了基于墙板模数的圆竹墙体单元,并对2片墙体进行了抗侧力试验,圆竹墙体的抗侧力性能与U型连接件密切相关,抗侧向能力约为同类型轻型木结构墙体的65%.进行了3个圆竹屋架的静载试验,结果表明屋架的极限承载力由变形控制,平均值为12.3 kN.根据试验结果和木结构设计规范,设计和建造了一个约50 m2的预制装配式圆竹房屋示范建筑,验证了该技术的可行性和适用性.示范建筑已使用3年多,目前状况良好.     

新型方钢管混凝土柱-钢梁节点的试验与非线性有限元分析

介绍了新型方钢管混凝土柱与钢梁节点在低周反复荷载作用下的试验结果,分析了内填混凝土、加劲肋长度和梁柱相对尺寸等对节点抗震性能的影响.试验结果表明:各试件实测滞回曲线比较饱满,具有良好的耗能性能.运用ANSYS8.0对各节点试件在低周反复荷载作用下的滞回性能进行非线性模拟计算,分析内填混凝土、加劲肋长度等因素对节点受力性能的影响,结果表明:内填混凝土和加劲肋长度对节点受力性能的影响较大,有限元所得的骨架曲线与实测曲线吻合较好.     

自攻螺钉与榫卯连接CLT墙体节点力学性能研究

目的正交胶合木（CLT）的出现使木结构建筑突破了以往的层高限制,但现在采用的金属连接件连接方式降低了CLT材料的使用效率,浪费了CLT材料的力学性能优势。因此,连接节点成为CLT研究的关键性问题。对榫卯连接在CLT墙体?墙体处的节点应用进行抗剪性能研究,并与自攻螺钉的连接性能相比较,以探究榫卯连接节点在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对自攻螺钉与燕尾榫连接的两类CLT墙体节点H型试件进行单调与低周反复加载试验,得到试件在纯剪作用下的荷载?位移曲线、滞回曲线、骨架曲线等参数,并结合破坏现象比较分析了两类试件的初始刚度、最大承载力、耗能、刚度退化、强度退化等力学特性。结果钉节点一般先于CLT材料破坏,并损坏连接处木材,而燕尾榫节点后于CLT材料发生破坏;在单调加载试验中,燕尾榫节点的延性略低于钉节点,但最大承载力、极限位移、屈服荷载、屈服位移与耗能分别高出钉节点313.50%、35.38%、370.80%、92.76%、459.64%;在低周反复加载试验中,钉节点延性较差,燕尾榫节点延性相对较好,燕尾榫正向加载的最大承载力高出钉节点455.54%,负向加载的最大承载力高出钉节点234.74%,且燕尾榫节点维持刚度和强度的能力,以及耗能能力均优于钉节点。结论与钉节点相比,燕尾榫节点可以更大地发挥CLT材料的优点,以推动CLT建筑的工程应用。      

新型增强轻型木结构剪力墙端部面板钉节点受力性能

以新型增强轻型木结构剪力墙中端部面板钉节点为研究对象,依据美国规范ASTM-D1761试验方法制作试件,条带覆面板选用云杉-松-冷杉木板(SPF木板)和重组竹板,面板钉选用圆钉或自攻钉;对10组新型面板钉节点进行了单调加载试验,对比分析新型面板钉节点对节点破坏形态、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。结果表明:重组竹板圆钉节点、传统定向刨花板(OSB板)钉节点的破坏形态,均表现为面板钉弯曲并拔出;重组竹自攻钉节点破坏形态主要表现为自攻钉断裂,SPF板钉节点破坏形态主要表现为木板横纹撕裂。加载方向垂直于骨架纤维方向钉节点的极限承载力,高于加载方向平行于骨架纤维方向钉节点的极限承载力。覆面板采用重组竹板、面板钉采用自攻钉,可有效提高面板钉节点的极限承载力。     

辽东3种主要林型地被可燃物载量的研究

对辽东地区３种主要林型－油松,落叶松及栎类杂木林的地被可燃物载量进行了调查研究。比较分析了地被可燃物载量与林分密度,林龄及坡位,坡向的关系,结果表明;３种林地被可燃物载量由大到小依次为栎类杂木林,油松林及落叶松林,并且载量的分布与林分密度,林龄及坡位,坡向密切相关。     

矩形加筋圆柱壳轴压屈曲承载力优化

针对薄壁圆柱壳结构在轴压作用下容易发生屈曲失稳的问题,采用有限元分析软件ANSYS提供的APDL进行二次开发,建立加筋圆柱壳结构的优化模型,采用序列线性规划法对蒙皮厚度和加筋尺寸进行优化。将优化后的力学性能与等体积无加筋圆柱壳承载力的数值解及解析解进行比较,得到加筋圆柱壳的合理布筋,以及7种纵向和环向加筋数量算例的优化结果。结果表明:在加筋比较稀疏或比较密集的情况下,优化后圆柱壳的承载力相对于等体积无加筋圆柱壳基本没有提高;而加筋数量比较适当时,优化后圆柱壳的屈曲承载力比等体积无加筋圆柱壳的屈曲承载力最大提高了约50%。加筋布置方案及优化的尺寸结论对加筋柱壳设计具有参考价值。     

基于螺栓连接的薄壁钢-木组合梁承载力影响因素分析

为研究基于螺栓连接的钢-木组合梁承载力影响因素,采用数值模拟的方法建立了钢-木组合梁有限元模型进行定量分析。结果表明：螺栓直径对组合梁承载力影响较大;螺栓间距、木板厚度对组合梁承载力影响较小;螺栓连接可靠时钢-木组合梁的极限承载力远远大于薄壁钢梁。     

预测混凝土T形柱受剪承载力新思路

通过钢筋混凝土T形柱轴心受压承载力试验及Ansys有限元实体模型非线性分析,证实Ansys有限元实体模型能够较准确地模拟、预测异形柱轴心受压承载力-变形全曲线.在此基础上,对异形柱低周往复加载试验中某—T形柱进行有限元实体模型轴心受压承载力分析,并将其轴心受压承载力—变形全曲线转化为Beam189单元的本构模型,进而利...     

远洋鱿鱼钓海锚水动力性能试验研究

在远洋鱿鱼钓作业过程中,海锚起到稳定船身、减少摇摆和稳定作业位置、减少漂移的作用,从而可以有效延长生产作业时间。由于海锚的特殊功能,为此在东海水产研究所静水槽实验室进行海锚模型试验,从海锚的结构出发,通过理论分析和模型试验,对海锚的水动力性能进行初步研究。研究表明：相比之下,圆台面并有横向加强筋的海锚水动力最大,圆台面而无加强筋的海锚次之,圆锥面海锚的水动力最小;相同规格的模型海锚,在其他条件不变情况下,水动力随着出水口周长变大,而逐渐下降;相同规格的模型海锚,在其它条件不变情况下,前伞绳长度增长,海锚水动力呈增加的趋势。本次研究为远洋鱿鱼钓海锚结构改进、装配优化提供了科学依据和理论基础。     

Selection for increased safety factors of biological structures as environmental unpredictability increases

Theory predicts that selection should increase the ratio of the performance of a biological structure or system to the requirements placed upon it (that is, its safety factor) as conditions become increasingly unpredictable. Although conventional safety factors are rarely measurable, an alternative, truncation safety factor (the ratio of mean strength to maximum possible load), can be measured quantitatively for certain load-bearing structures. For intertidal limpet shells subject to prying forces, truncation safety factor was found to increase with increased variability in shell strength, thus providing direct support for the theory.