彩钢岩棉夹芯屋面板、墙面板节点性能研究

为了掌握彩钢岩棉夹芯屋面板、墙面板与檩条的螺钉连接节点抗拉破坏机理,采用理论分析、试验验证及有限元模拟相结合的方法研究了不同钢板厚度及芯材厚度时节点破坏情况.分析结果表明:屋面板节点连接破坏是由于钢板局部屈曲引起的,墙面板则是钢板被冲剪破坏造成的,同时,结合对有限元模拟结果的回归,提出了节点承载力设计公式,可为以后节点设计提供参考.增加岩棉刚度及其与侧向钢板的粘结,或增加钢板厚度对提高屋面板节点极限承载力起着重要作用.     

钢管初应力对钢管混凝土压弯、压弯扭构件工作性能的影响

把钢管混凝土当作一种组合材料，首次从理论上用有限元法分析了钢管初应力对钢管混凝土压弯和压弯扭构件工作性能的影响。同时，为了工程应用的方便，推导出了有初应力值时钢管混凝土压弯、庄弯扭构件承载力相关方程。为了验证理论分析的正确，完成了一批系统的对比试验。     

冷却塔定向拆除时剩余支柱的轴力计算方法

为了使冷却塔的定向拆除更加安全可控,对冷却塔保留柱轴向力的计算方法展开研究。根据力的相似关系给出支柱轴向力与其Z向力之间的关系式,基于平截面假定推导保留柱Z向力的计算公式;利用有限元研究环梁和支柱的弹性模量、支柱高度、保留柱数量以及相邻柱柱顶所对应的圆心角5种参数对保留柱Z向力的影响;根据有限元的结果对保留柱Z向力的计算公式进行修正,并研究修正后公式的适用性。结果表明：爆破后的冷却塔在所有保留柱上并不满足平截面假定;在实际工程范围内,上述5种参数不影响保留柱Z向力的分布规律为Z向力沿着y轴方向上的分布形态始终“两端受压,中间受拉”,且保留柱中的最大压力始终出现在第n排保留柱上,最大拉力始终出现在第(n-4)排保留柱上;当爆破圆心角为200°～240°时,修正后计算值的相对误差在21%以内,且该公式在不同冷却塔上具有良好的适用性。保留柱轴向力的计算公式从力学角度为冷却塔的拆除提供了理论支撑,增加了拆除工作的安全性。     

建筑用绝热金属面夹芯板抗弯承载力的试验研究

金属面夹芯板是很常用的建筑保温隔热材料。目前,最新夹芯板国家规范仅包括岩棉和聚氨酯的承载力设计公式,对其他面夹芯板没有涉及。通过对48个不锈钢、铝板、秸秆面夹芯板抗弯试验和27个材料性能试验,得到各种芯材的基本材料性能以及不同夹芯板的抗弯承载力,为统一抗弯承载力公式的推导打下基础。     

椭圆形钢管混凝土构件性能的研究Ⅲ:流体作用下阻力系数

椭圆形截面可以比圆形、方形和多边形截面更有效地折减流体对椭圆形钢管混凝土所作用的荷载.例如,采用椭圆形钢管混凝土桥墩,相比圆钢管混凝土和矩形钢管混凝土,可以很有效地折减水流对桥墩的冲击作用.本文采用数值模拟的方法,通过CFD软件建立椭圆形截面的绕流数值模型,分别研究了不同形状的椭圆形截面在不同流速的空气和水中阻力系数随雷诺数变化的情况,得出相同雷诺数下阻力系数随截面形状的变化规律以及同一种形状截面阻力系数随雷诺数的变化规律,最后给出了阻力系数与雷诺数、截面形状之间的关系式和风载计算公式.     

装配式双梁多柱节点框架试验和数值模拟

为研究水平静力荷载下不同角件节点传力特点,以某拟建新型装配式组合轻体板结构住宅工程为研究背景,取其两层一跨平面结构体系为试验原型,设计了包括L型、T型、十字型和灌浆L型4种节点的足尺框架模型的水平静力加载试验,对不同节点形式钢框架的工作性能与破坏特征进行研究,并与ABAQUS数值模拟进行对比验证.根据试验和数值模拟结果,得出了不同节点框架的初始刚度和极限荷载,以及不同截面位置上的应变值.结果表明:新型轻体板结构角件节点连接性能良好,钢框架发生梁铰破坏,节点部位完好,满足“强柱弱梁”与“强节点弱构件”的设计要求；T型节点双柱协同性能较好,L型、十字型节点的柱子易发生变形；节点小斜撑提高了钢框架初始刚度的38%,节点灌浆提高了钢框架初始刚度的14%,双梁完全独立工作,多柱不完全独立工作,通过应变分析与理论推导提出了双梁多柱的等效抗弯刚度计算方法,数值模拟与试验吻合较好,验证了结论的正确性.     

几种水泥基材料的渗透率及其超临界碳化的应用

孔隙度和渗透率是水泥基等多孔材料的重要指标,是水泥基材料内部离子迁移多物理场耦合预测模型中的关键材料参数。针对水泥基材料超亚临界碳化预测模型的质量控制方程,采用稳态法试验分析得到了液体渗透率、氮气渗透率、固有渗透率,采用体积法得到了材料孔隙度和含水饱和度,试件包括水泥砂浆、混凝土、水泥瓦、纤维水泥板等材料。其中水泥砂浆和混凝土材料固有渗透率分别为0.001mD和0.0001mD数量级,其他试件为0.01mD数量级;而混凝土的固有渗透率最低为9e-4mD。木纤维等纤维材料的掺加,将大幅增加材料的孔隙度和渗透率。最后使用得到的各项渗透率、孔隙度、含水饱和度,对水泥砂浆和水泥瓦的超亚临界碳化试验进行了多物理场耦合模拟,模拟结果与试验吻合较好。     

金属夹芯板温度及耐火性能实验研究

采用ABAQUS有限元分析软件,对不同芯材组合金属夹芯板的温度应力和耐火性能进行研究。通过对两端铰支和固结的边界条件下,金属夹芯板在温度荷载下的受力状况进行实验、分析,结果表明,室内外温差下,高温侧钢板四个角点部位应力达到屈服极限,钢板发生整体波纹状屈曲,温差对夹芯板力学性能的影响不可忽视。     

装配式结构和自复位结构结合技术的设计方法

提出了一种针对于新型干连接装配式节点的设计方法,该方法基于传统的自复位节点设计方法,结合螺栓连接的设计方法进行节点设计,设计中引入自复位比,通过迭代法计算节点承载力,形成了一种装配式结构和自复位结构结合的设计方法,并通过ABAQUS有限元模拟验证设计结果的准确性,有限元模拟结果与理论计算结果基本吻合,误差都在5%以内。