大跨度脉冲式热封机压头结构优化设计

为国内某大型公司研制单次有效热封长度为4000mm的高精度脉冲式热封机,解决因压头设计不合理导致的使用缺陷、高故障率等问题。通过对现有的大跨度脉冲式热封机进行研究,分析导致热封效果不理想,以及镍铬合金、防粘绝缘布等消耗品易老化的问题所在,设计了用于大跨度隔音棉脉冲式热封机压头的镍铬合金张紧装置,利用材料力学等理论知识优化压头结构,并基于有限元软件ANSYS对其受热加载过程进行热力耦合仿真,验证其设计的可靠性,对其运动过程进行静力学仿真,降低因结构设计的不合理造成的气缸阻塞。理论计算的结果与仿真结果相一致,最后通过样机试生产验证了优化设计的准确性。优化后提高了大跨度的脉冲式热封机的热封质量,降低了因压头结构设计缺陷造成的频繁更换压头部件带来的停工损失,为企业提高了生产效率。     

冷弯厚壁型钢轴压构件设计可靠度分析

在材性试验的基础上对冷弯厚壁型钢进行了轴压承载力试验及有限元分析。试验中发现：对于长细比较大、板件宽厚比较小的试件,破坏模式为整体失稳;对于长细比较小、板件宽厚比较大的方管柱,其破坏过程首先是柱中部产生很小的弯曲变形,随着荷载增大,整体弯曲变形也逐渐增大,并引起方管板件的局部屈曲。采用ANSYS软件进行有限元分析,其结果与试验结果接近,表明将残余应力引入有限元模型对冷弯厚壁型钢构件进行分析具有较高的精度。在此基础上,利用收集到的26组不同牌号、不同截面冷弯厚壁型钢的试验数据建立有限元模型,并引入已有的残余应力模型进行了大量的有限元分析,得到了多组冷弯厚壁型钢轴心受力构件的承载力。对冷弯厚壁型钢构件进行了设计可靠度分析,提出了Q235、Q345冷弯厚壁型钢的抗力分项系数和强度设计值的建议值,可为相关技术标准的修编提供依据。     

胶合木网壳半刚性节点受力性能试验研究

针对凯威特六型胶合木网壳节点,设计并制作了12个足尺节点试件。进行了在胶合木构件轴压力为0、100、200 kN和300 kN共4种工况下节点的受弯承载性能试验,对节点抗弯刚度和受力性能进行分析,研究节点的弯矩-转角关系、节点域破坏模式及其与构件轴压力的关系。结果表明：节点域破坏模式可分为胶合木构件受压破坏、受拉破坏和界限破坏。节点域胶合木构件受拉破坏的节点受弯承载力随木构件轴压力的增大而增加。随着胶合木构件轴压力的增加,节点的初始抗弯刚度增大。发生节点域胶合木构件受压破坏的节点,其刚度较木构件受拉破坏的节点有较大提高。试验测得了节点的荷载-位移曲线和弯矩 转角曲线,并拟合得到了弯矩-转角关系方程,结果表明适度的木构件轴压力有助于提高节点连接的延性。     

部分外包混凝土简支组合梁受弯性能试验研究

为了研究部分外包混凝土组合梁在正弯矩作用下的受力性能,考察钢梁腹部钢筋混凝土对组合梁承载力及刚度的影响,对4根简支梁试件进行了试验研究,其中包括1根普通钢-混凝土组合梁试件和3根钢梁腹板与腹部混凝土界面采用不同连接方式的部分外包组合梁试件。试验结果表明：钢梁腹板与腹部混凝土界面采用不同连接方式对部分外包组合梁的受弯承载力和刚度没有显著的影响;与普通钢－混凝土组合梁相比,由于钢梁腹部钢筋混凝土的贡献,部分外包组合梁的受弯承载力和抵抗变形的能力均有较大的提高;承载力极限状态时部分外包组合梁中钢梁与腹部混凝土之间的相对滑移值较小,其滑移效应对组合梁截面受弯承载力的影响可以忽略不计。在试验研究的基础上,推导了部分外包组合梁塑性受弯承载力的计算公式,计算结果表明,简化塑性理论可以较准确地预测该类组合梁的受弯承载力。     

纤维增强复合材料加固钢筋混凝土单向板受弯性能研究

通过纤维增强复合材料（FRP）布加固钢筋混凝土单向板的受弯性能试验,研究了FRP布种类、层数、宽度、粘贴方式和锚固措施等因素对加固效果的影响。结果表明：在板底粘贴CFRP布和高强GFRP布均可明显提高钢筋混凝土单向板的受弯承载力和纵筋屈服后刚度。当采用横向粘贴1层U形CFRP布条作为端部锚固措施时,所有加固单向板试件的破坏模式均为跨中弯曲裂缝引起的剥离破坏。当FRP布宽度和层数相同时,采用CFRP布加固效果优于高强GFRP布加固。与对比试件相比,FRP布加固钢筋混凝土单向板试件的位移延性略有降低。高强GFRP布加固钢筋混凝土单向板的位移延性优于CFRP布加固钢筋混凝土单向板。FRP布的粘贴方式对FRP加固钢筋混凝土单向板的位移延性也有影响,单层FRP布加固单向板试件的延性较好。通过对试验结果的分析,提出了FRP布加固钢筋混凝土单向板构件受弯破坏模式的判别方法,验证了已有文献和GB 50608-2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中给出的跨中弯曲裂缝引起的FRP剥离应变计算公式对FRP布加固混凝土单向板的适用性,建立了FRP布加固钢筋混凝土单向板受弯承载力计算方法。     

漩口大桥连续箱梁施工技术研究

预应力技术广泛应用于简支梁、连续梁和连续刚构。预应力混凝土连续箱梁具有抗扭刚度大、承受荷载大、整体性好等优点,常常使用在跨径大、荷载大、复杂曲线等桥梁上部结构中。以漩口大桥连续箱梁为研究对象,采用理论算式推演、敏感性分析和施工现场张拉控制技术等方法,重点研究钢绞线的张拉控制应力、伸长量和张拉控制技术。理论算式推演表明:伸长量受到张拉控制应力、钢绞线长度、钢绞线弹性模量预埋管道等多因素制约;敏感性分析表明:在施加预应力的诸多影响因素中张拉控制应力是影响预应力最为敏感的因素;钢绞线张拉结果表明:以应力控制为主的前提下,一般实际伸长量与理论伸长量能够稳定在设计标准规定的校核误差范围,能够可靠地在结构中施加预期的预应力。     

腹板夹芯三明治板在低温环境下的挠度分析

利用ABAQUS有限元软件分析了腹板夹芯三明治板在低温环境下的受弯性能,并将温度与荷载耦合作用下的挠度值与理论值进行对比,最后比较了薄腹板温度传递作用和板厚度变化对腹板夹芯三明治板挠度的影响。结果表明:腹板夹芯三明治板在低温环境下,弹性阶段的总挠度随温度的降低呈线性增加,温度传递作用对板挠度的影响逐渐增大;考虑温度传递的挠度值比不考虑温度传递的挠度值小,理论挠度值介于两者之间,其差值与总挠度的比值随温度降低而增大,且渐趋于稳定;随着板厚度的增加,总挠度随温度的变化率逐渐减小,增加板的厚度可以有效减小挠度,而温度作用引起的挠度占总挠度的比例却增大。     

双肢冷弯C型钢门式刚架节点抗震性能研究

针对双肢冷弯C型钢门式刚架梁柱节点建立ANSYS有限元模型,并进行循环加载计算,提取了节点的应力云图、M-θ滞回曲线和骨架曲线等;考察了该类节点的破坏形态、极限承载力、初始刚度、刚度退化、延性和耗能等方面的性能,探讨了多种因素对节点抗震性能的影响,并对此类节点的抗震性能做出评价,给出设计建议。研究发现:该类节点的破坏形态有节点板弯扭屈曲和梁C型钢弯曲屈曲两种;节点板厚度、螺栓间距、C型钢厚度、腹板高度和屋面坡度的增大可以不同程度地提高节点的承载力和初始刚度,而螺栓直径和翼缘宽度对其影响很小;发生梁C型钢弯曲屈曲的节点较发生节点板弯扭屈曲的节点延性和耗能性能好,符合抗震设计要求。     

拱形张弦拱结构模型试验研究

本文介绍了三组不同矢(垂)跨比拱形张弦拱结构模型的静力与动力特性试验研究情况。模型静力试验包括全跨均布荷载、半跨活荷载、预应力张拉过程模拟以及极限承载力试验;模型动力特性试验测试了结构的自振频率与振型,其中质量块按拱下吊挂配重与拱上附着配重两种方式。试验结果与理论公式及有限元分析进行了比对,证明了理论公式的正确性和可靠性。静力试验得出了拱形张弦拱结构的线性特性、支座水平位移与跨中竖向挠度大小相当、预应力对支座水平位移的控制作用,动力特性试验给出结构的基本振型为反对称双半波、质量块的设置方式对自振频率与振型有较大差异等结论。本文研究成果对该新型结构的工程应用有较好的参考意义。     

配置组合封闭箍筋RC叠合梁受弯性能试验研究

钢筋混凝土叠合梁是装配式混凝土结构中的主要水平构件。叠合梁的预制部分在构件厂制作,采用传统封闭箍筋会造成叠合梁上部纵向钢筋安装困难。为简化叠合梁的施工,本文提出了由开口箍筋和其上面附加的封顶箍筋共同组成的新型组合封闭箍筋,并以箍筋形式和纵筋配筋率为参数,进行了4个采用新型封闭箍筋叠合梁试件的受弯性能试验研究。结果表明,配置组合封闭箍筋叠合梁的裂缝发展、破坏模式、刚度、承载力以及延性等方面与配置传统封闭箍筋的叠合梁基本一致,根据研究结果提出了设计建议。