自复位耗能支撑研究综述与展望

自复位耗能支撑具有良好的复位和耗能能力,能够控制结构地震响应、减小结构震后残余位移角,同时为结构提供附加耗能能力,降低主体结构的损伤。自复位耗能支撑凭借其抗震性能优越和施工安装便捷等特点,成为可恢复功能结构的研究热点之一。在回顾了自复位阻尼器装置研究的基础上,阐述了初代自复位耗能支撑的基本组成和工作原理,总结其相关试验研究。以改善初代自复位耗能支撑的工作性能为目标,归纳了近10余年自复位耗能支撑在提高轴向伸长能力、创新耗能装置、降低预应力水平三个方面的研究进展和成果,分析了目前存在的动力可靠性和不确定性研究不足、滞回性能有待进一步改善、复位材料使用受限等问题,并指出自复位耗能支撑的未来研究方向。     

橡胶混凝土覆层桥墩的抗震性能研究

以某30m跨度的预制简支U形梁桥为例,提出一种用橡胶混凝土(Crumb Rubber Concrete简称CRC)层加固桥墩来提高桥墩耗能能力的方法,对加固桥梁进行合理简化,建立有限元分析模型,应用模态应变能理论计算覆层结构附加阻尼比,应用反应谱法计算桥墩截面参数对减震效果的影响并对覆层刚度-阻尼贡献占比进行分析。结果表明:加入CRC覆层后,墩底截面刚度增加,然而附加阻尼作用使得墩顶位移和墩底内力减小,墩底内力减震率大于墩顶位移减震率,且减震效果随覆层厚度线性增加。因此,应用橡胶混凝土覆层加固旧桥墩,施工简便,同时能够有效提高桥墩的抗震性能。     

不同构造对装配式钢管再生混凝土框架节点抗震性能的影响研究

提出了双L形带加劲肋节点,该节点由焊接在钢管柱上的双L形带加劲肋组件、节点区域钢管及双L形带加劲肋组件上的梁段区域构成.为研究所提出节点的抗震性能,进行了双L形带加劲肋节点、双L形无加劲肋节点、直板连接型节点、焊接型节点的低周反复荷载试验,分析比较了不同节点的破坏特征、承载力、滞回特性、延性、刚度退化、耗能能力.结果 表明:不同构造对装配式钢管再生混凝土框架节点抗震性能影响较大.焊接型节点承载力和延性较差,直板连接型节点中双直板连接型节点抗震性能优于三直板连接型节点.双L形带加劲肋节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高.双L形强化加劲肋节点构造简单,三角加劲肋高度的增加提高了该节点的抗震性能.     

开孔Q460高强钢在大应变循环拉伸下的力学性能

对36个Q460高强钢试件进行单调拉伸与循环拉伸下的力学性能试验,探讨开孔数量、开孔位置和加载制度对Q460高强钢试件破坏特征、极限抗拉强度、应力循环特征和耗能能力的影响规律.结果表明:孔洞对Q460高强钢试件的力学性能具有显著影响;开孔试件在孔洞周围出现明显的应力集中现象;未开孔试件的应力-应变曲线更为饱满,且未开孔试件的耗能能力和断后伸长率远大于开孔试件;相较于沿试件长轴方向的孔洞,沿试件短轴方向的孔洞对试件力学性能的影响更为显著;对于相同开孔数量和开孔位置的试件,其耗能能力随加载应变幅值增量的增大而减小.     

水平地震下钢-混凝土组合框架结构极限抗震与强柱构造

"强柱弱梁"是当前国际上主流的工程结构抗震设计理念,已有地震灾害调查表明,由于地震作用机制的复杂性以及对工程结构极限抗震认识的不足,强震作用后框架结构除出现梁铰的"强柱弱梁"破坏之外,还出现整体倒塌、柱铰以及局部楼层倒塌的"强梁弱柱"破坏。为合理认识各类破坏形式,首先对传统的塑性铰概念细分为"压铰"和"拉铰",指出"拉铰"容易引发结构整体失稳;随后以钢-混凝土组合框架结构为对象,建立并采用实体单元与壳单元为主的组合框架结构有限元精细化抗震计算模型,开展组合结构极限抗震分析,初步探讨各水平地震波工况对组合框架结构位移、应力、轴压比等时程响应以及框架梁柱塑性耗能分配机制、塑性铰形成模式与失效机制的影响规律。分析结果显示:1)柱端拉筋减小了钢管与混凝土之间滑移,从而增大了柱和框架的刚度,降低了钢管和混凝土的应变水平,增大了钢梁的应力水平; 620 cm/s2及以上强度的地震波作用时,柱端拉筋构造可显著减小组合框架结构的最大层间位移角,在接近极限强度的水平地震波作用时,柱端拉筋屈服,框架梁端混凝土板纵筋一般不易屈服; 2)"强梁弱柱"组合框架表现为"约束梁"与"耗能柱",此时框架梁对框架柱约束较强,框架以框架柱耗能为主而梁端仅形成"压铰",此时框架的耗能能力取决于框架柱;"强柱弱梁"组合框架表现为"耗能梁"与"承载柱",此时框架梁对框架柱约束较弱,框架以框架梁耗能为主使得梁端先形成"压铰",当梁端耗能至极限时形成"拉铰"引发框架柱长细比增大,导致框架加速失效,不利于发挥框架柱耗能潜力; 3)柱端拉筋技术的"强柱"构造将提高组合结构的刚度、塑性耗能与抗倒塌能力,强柱构造对以柱耗能为主的6层框架抗震能力提升尤其显著。     

飞机地面供冷系统与应用

飞机地面供冷系统是飞机停靠过程中重要的制冷系统,具备系统简洁、能量密度大、质量轻、综合性能好的特点。论文对常用的蒸汽压缩类循环制冷系统进行了介绍和探讨,分析了飞机地面空调的基本特征、主要性能和技术特点,探讨了飞机地面空调系统的现有技术难题和发展方向。基于某机场一年内空调的耗能数据对地面空调系统的经济效益进行了分析测算。结果表明,使用飞机地面空调降低飞机停靠过程中的运营费用,经济效益显著。     

连接板件屈服耗能支撑滞回性能研究

设防地震和罕遇地震作用下,中心支撑结构的支撑斜杆容易受压失稳.为了避免支撑斜杆失稳,提出了连接板件屈服耗能支撑.采用有限元软件ABAQUS分析了不同设计参数下连接板件屈服耗能支撑的滞回性能.分析结果表明:连接板件屈服耗能支撑利用连接板件的弯曲屈服耗能,滞回曲线饱满,耗能能力优越.连接板件最窄处的宽度、板件高度、厚度以及数量是影响支撑力学性能的重要因素.推导了支撑初始刚度及屈服承载力的理论公式,公式计算结果与有限元分析结果吻合较好,可为工程应用提供参考.     

钢框架翼缘加强互形装配式节点力学性能研究

钢框架翼缘加强互形装配式节点在悬臂梁下翼缘与框架梁上翼缘交互布置拼接板,一侧用焊缝连接,另一侧用高强螺栓连接,另外梁柱连接根部用角钢加强.节点的焊接在工厂完成,现场用高强螺栓拼接.为研究翼缘拼接板宽度和厚度对节点滞回性能、骨架曲线、耗能性能、延性性能、应变分布规律等的影响,设计了 3个试件进行低周往复循环荷载试验.此外,还用ABAQUS软件建立7个模型,进行了有限元分析.结果表明:各试件的滞回曲线饱满,节点具有较好的耗能能力;梁柱根部用角钢加强可使翼缘拼接板与框架梁之间得到充分滑移,试件的延性系数均达到5.0以上;随着翼缘拼接板厚度的增加,试件的极限承载力提高,极限位移增大,刚度退化速率减缓,耗能能力明显增强;翼缘拼接板宽度的增大,对承载力、刚度和滞回性能影响不明显.节点设计时,建议翼缘拼接板的厚度比翼缘厚度多2～4 mm,宽度比翼缘宽30～50 mm.     

不同骨料来源再生混凝土常规三轴受压性能研究

为了研究三轴应力状态下不同骨料来源再生混凝土的力学性能,以再生粗骨料来源、侧向围压值为变化参数,设计12个圆柱体试件进行常规三轴试验研究。通过试验观察了试件的破坏形态,获取了试件应力-应变全过程曲线及峰值应力、峰值应变、弹性模量等特征参数,并深入分析了三轴受压下再生混凝土耗能能力、做功、延性性能。研究结果表明:单轴受压时,再生混凝土为纵向劈裂破坏,三轴受压下,为斜向剪切破坏;增大侧向围压值,可有效提高再生混凝土的初始刚度、峰值应力和峰值应变;再生粗骨料的来源对再生混凝土的耗能能力、延性性能有一定的影响,耗能能力、延性性能随着围压值的增大而提高。研究结果为再生混凝土的进一步科学研究和推广应用提供参考。     

钢框架肋板加强式连接节点域的力学性能研究

为深入研究钢框架肋板加强式连接节点域抗震机理,采用有限元数值模拟分析方法对比分析肋板加强式和普通梁柱连接节点域在整个加载过程中的变形、应力变化规律及极限承载力。结果表明:随梁端位移增加,肋板加强式连接节点域变形呈板件中心鼓曲并逐渐向四周扩散的环状分布状态,节点域中心处剪切变形最大,四周边缘较小;肋板加强式连接节点域的剪力-剪应变曲线更加饱满,具有稳定的塑性变形能力和良好的耗能能力,其抗剪承载力明显提高;肋板加强式连接节点域进入塑性阶段后,节点域等效应力和剪应力有所降低,表明梁端设置的加强肋板可以提高梁柱连接节点域的耗能能力。