塑料模板在建筑工程中的应用研究

塑料模板作为一种新型的绿色建筑模板,不仅可以进行多次建筑施工周转,加快工程进度,提高工程质量,降低劳动强度,减少投入,还具有质量小、耐腐蚀性好等优点,作为节能环保产品被广泛推广使用。针对目前国内外塑料模板的使用现状,对塑料模板的性能进行了力学研究,提出了可以改进的几种使用功能,这些功能拓宽了塑料模板在建筑工程中的应用。     

PTFE膜材力学性能及抗力不定性分析

对PTFE膜材的基本力学性能进行了试验研究,分析了膜材的拉伸破坏机理;进行了膜材的抗力不定性分析,研究了循环拉伸、温度、损伤、接缝连接、人工加速老化等对PTFE膜材拉伸性能的影响规律.结果表明：膜材的经向断裂延伸率小于纬向断裂延伸率,经向抗拉强度略大于纬向抗拉强度;随着温度的升高,膜材拉伸强度逐渐减小;不同温度下搭接膜材接缝拉伸强度能够达到母材拉伸强度的90%以上;损伤膜材的拉伸强度有明显的折减,折减程度同取样位置、折叠次数有直接关系;循环应力幅较大时,经循环拉伸后的膜材拉伸曲线更接近线性;人工加速老化使膜材的拉伸强度有一定程度的折减,但并不明显.     

钢结构施工过程跟踪监测技术与工程实例分析

大型复杂钢结构的施工阶段具有一个逐步变化的不完整结构承受不断变化的施工荷载的受力过程,有必要进行施工过程跟踪监测.介绍了振弦式应变计利用弦振频率与张弦力的变化关系来测量应变计所在点的应变的工作原理和特点,指出了它在施工过程跟踪监测应用中的优越性.结合同济大学教学科研楼钢管混凝土高层钢结构施工,进行了施工全过程的跟踪监测,采用弦振应变计监测了钢管混凝土表面的应力随施工过程的变化规律,掌握了结构在施工过程中的时变效应.     

EM法测量索张力的理论与工程实践研究

EM法是一种新型的用于测量索张力的理论方法.基于铁磁材料的磁弹性能,阐述磁弹法测量索力的基本原理,自主研发的磁通量传感器由测量仪、双线圈传感器和索力测试软件组成.介绍将其应用于航海博物馆、广东省博物馆、南京新会展中心和天津滨海国际会展中心工程的索力监测控制.试验以及监测结果表明,该方法可以方便快捷、准确的测定索在张拉过程中的索力,具有较好的稳定性和可重复性,满足施工过程和使用过程监测的要求.     

建筑膜材的力学性能试验研究

目前国内外应用的建筑膜材主要包括涂层织物类膜材和热塑化合物类膜材两大类.常用的涂层织物类膜材有PTFE膜材和PVC膜材.以涂层织物类膜材为主要研究对象,通过单轴拉伸试验和反复拉伸试验,重点研究分析了建筑膜材非线性、非弹性、各向异性以及粘弹性等四大基本力学特性.试验结果证实,膜材料是一种具有很显著的非线性、非弹性、各向异性和粘弹性的建筑材料,因此工程设计时需要充分考虑这些特性.     

新型插盘式脚手架的试验和数值模型研究

为研究一种新型插盘式脚手架的力学性能,对三跨两步脚手架体系进行足尺试验研究,得到其极限承载力、破坏模式及顶层节点的荷载一位移曲线.这种新型脚手架的承载力显著高于传统扣件式脚手架,破坏模式为单根竖杆的屈曲破坏.采用通用有限元软件ANSYS对试验中的脚手架体系建立三维杆系计算模型,考虑材料的弹塑性及结构的几何非线性,进行非线性极限承载力分析;并引入转角弹簧和轴向弹簧单元分别模拟梁柱节点半刚性以及支撑与节点的连接刚度,通过改变弹簧单元的刚度对整个结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型.试验和数值分析结果对比研究表明:支撑连接刚度对结构的极限承载力和抗侧刚度影响显著;但梁柱节点的半刚性对其影响不大,为计算简便,梁柱节点可按铰接处理.     

预张力值对郑州会展中心斜拉结构的稳定性能影响分析

郑州国际会展中心钢屋盖采用空间斜拉式张弦桁架结构,预张力的施加成为影响结构稳定性能的主要因素之一。以其钢屋盖的一个矩形单元为算例,借助ANSYS分析软件,模拟结构的初始状态进行分析。在自重和预张力作用下,对下悬张拉索分别施加不同大小的预张力,从0 kN到1 500 kN共计18种,研究预张力值变化与结构稳定安全系数以及屈曲模态变化所呈现出的关系。结果表明,预张力值对结构稳定性能的影响趋于复杂化和无规律化。建议在预张力施加过程中,对于稳定性能的影响评判要兼顾多方面的考虑。为斜拉张弦桁架体系在初始状态下的预张力取值提供了设计依据。     

预张力钢结构屋盖的抗震反应方法研究

分别采用振型分解反应谱法和时程分析法,考虑结构的几何非线性和预应力效应,计入阻尼比和前50阶振型的贡献,以郑州国际会展中心展厅钢屋盖为例计算了预张力钢结构屋盖在水平地震作用以及竖向地震作用下的动力反应。结果表明:抗震分析必须计算竖向地震作用;振型分解反应谱法能够反映出结构的地震响应规律;有必要对大跨空间结构进行时程分析;桅杆是主要受力构件。分析结果为抗震设计提供了参考依据,可以进一步了解和掌握此类新型结构。     

人工引发闪电和自然闪电回击电流波形的对比分析

对2005年夏季在山东引雷实验中获得的一次传统人工引发闪电1μs时间分辨率的电流资料进行了分析。整个电流持续时间约1120ms,包含10次回击过程,时间间隔为18~210ms,平均为87ms;回击电流峰值的几何平均值为11.9kA,变化范围为6.6~21.0kA。通过人工引发闪电和自然闪电的对比分析,发现传统人工引发闪电的回击电流峰值(10~17kA)与自然闪电的继后回击(12~18kA)基本一致;空中人工引发闪电的首次回击(也有作者称为"小回击过程")电流峰值(24~37kA)略小于自然闪电的首次回击(30~45kA);不同地区下行自然闪电回击电流峰值存在最大约50%的差异;上行自然闪电回击电流峰值(8~10kA)小于其他类型的回击。     

真实地形地貌对闪电定位系统的影响

为了研究真实地形地貌对雷电回击电磁场和闪电定位系统的影响,利用柱坐标系下二维时域有限差分(FDTD)算法研究了真实地形地貌中高低起伏的地表对雷电首次回击电磁场以及闪电定位系统的影响。模拟结果表明,起伏的地形会使地闪首次回击垂直电场峰值减小,波形上升沿时间增大。但当地表出现特殊的地形结构时,真实的地形会增强垂直电场的峰值。对于雷电首次回击的切向磁场而言,地形地貌的高低起伏会明显衰减切向磁场的峰值,波头向后滞移,到达峰值时间滞后。例如,当雷电电磁场波从模拟闪击点到达测站1时,由于真实地形的影响会使垂直电场的峰值额外衰减约26%,波形上升沿时间额外增加1.5μs,这就会导致闪电定位系统估算的雷电流偏小约26%,雷击点定位出现误差。综上所述,在实际工作中应考虑真实地形地貌对闪电定位系统探测精度以及反演雷电放电参数的影响。