带栓钉波形钢板混凝土组合构件粘结滑移性能与承载力试验研究

通过11个带栓钉的波形钢板混凝土组合构件在单调荷载下的推出试验和1个自然粘结构件的对比试验,研究带栓钉波形钢板混凝土组合构件的破坏形态、裂缝模式、荷载-滑移特性、波形钢板应变分布和承载力等。结果表明:带栓钉波形钢板混凝土组合试件的破坏形态以混凝土劈裂为主。试件的荷载-滑移曲线由上升阶段、下降阶段、残余阶段三个部分组成。由于混凝土和栓钉的组合作用,波形钢板自由端存在受拉区,产生过零点现象。带栓钉波形钢板混凝土组合试件的抗剪承载力随栓钉直径、数量的增长呈线性增长,而在一定条件下,栓钉长度、钢板厚度对抗剪承载力影响不大,另外在200 mm范围内适当增大栓钉间距对抗剪承载力也有提高。基于试验结果和力的扩散原则,分别提出了考虑栓钉影响的波形钢板混凝土界面粘结滑移本构模型以及带栓钉的波形钢板混凝土推出试件的承载力计算公式,所提模型与试验结果吻合良好,承载力公式计算结果与试验结果总体相符且偏于安全。     

波形钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究波形钢板剪力墙在水平荷载作用下的抗侧力性能,完成了水平波形和竖向波形的钢板剪力墙模型的低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件对波形钢板剪力墙模型进行了模拟分析。试验结果表明：波形钢板剪力墙结构具有较高的侧向承载力、较强的抗剪屈曲能力和稳定的滞回性能;竖向波形钢板剪力墙在加载过程中发生了沿墙体对角线的X形剪切破坏;水平波形钢板剪力墙在加载过程中未出现波形钢板的屈曲破坏。因此,水平波形钢板剪力墙的极限荷载比竖向波形钢板剪力墙的更高、延性更好、滞回曲线更加饱满。在水平受剪时,竖向波形钢板剪力墙易产生拉压效应,水平波形钢板剪力墙易发生H型钢柱屈曲。波形钢板与边缘约束H型钢柱之间的焊缝未出现开裂,焊缝连接保证结构的整体性能。对比有限元分析结果与试验得到的数据,水平波形钢板剪力墙的荷载、位移比竖向波形钢板剪力墙的更接近试验值。采用有限元法对不同波角和钢板厚度的水平波形钢板剪力墙的抗侧性能进行了分析,结果表明：当钢板比较薄的时候,容易发生波形钢板的剪切破坏;当钢板较厚的时候,容易发生边缘约束H型钢柱的过早屈曲,对结构的承载力和延性不利;当波形钢板的波角为45°时,波形钢板剪力墙的承载力以及延性性能最佳。波角过大或过小时,剪力墙承载力均有所降低。因此,水平波形钢板剪力墙宜采用45°波角与厚度适中的钢板。     

利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态

总结了利用磁致伸缩及逆磁致伸缩效应来测应力 ,利用威德曼及逆威德曼效应测扭矩 ,说明了利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态的可行性     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的拟动力试验研究

为进一步研究框架-剪力墙结构的抗震性能,以某大型火电厂7层7跨钢筋混凝土主厂房纵向框架-剪力墙结构体系的实际工程资料为背景,取几何缩尺比1∶8将原型结构转化为模型结构,分别通过不同地震水平的拟动力试验和伪静力试验对模型结构的开裂、屈服顺序、耗能能力、刚度退化、承载力、延性及变形性能等进行研究,分析了模型结构的破坏机理、受力特点、内力分布规律、结构的薄弱部位和动力反应。试验表明,模型结构的荷载-侧移滞回曲线饱满,耗能能力较好,具有良好的抗震性能,其破坏模式是剪力墙根部先屈服、随后梁端逐次出现塑性铰、最后柱根屈服;剪力墙对结构的承载能力和变形性能有较大影响,框架-剪力墙的协同工作随结构塑性变形的发展而变化。研究结果为此类结构的抗震设计提供了基础。     

SMA在结构被动控制中的研究现状与存在问题

近年来形状记忆合金在结构被动控制领域中的研究和应用得到了广泛的关注.针对这一问题,阐述了形状记忆合金在被动控制方面的研究及应用现状,并指出了形状记忆合金在土木工程结构被动控制领域内应进一步研究的几个问题.     

形状记忆合金拉索被动控制结构地震响应分析

根据形状记忆合金(SMA)材料的热力学特性,提出了装有SMA拉索,利用其独特的相变伪弹性性能被动控制建筑结构地震响应的力学分析和计算模型,讨论了这种全新功能材料在结构抗震控制中的应用.通过有控结构与无控结构的地震响应分析,检验了SMA被动拉索的被动控制效果,探讨了其控制机理和规律.研究结果表明,SMA被动拉索不仅可以有效地减小和抑制结构的地震响应,而且性能可靠,构造简单,自适应能力强,因此在结构抗震控制中具有广阔的应用前景.     

压电类智能结构的力学特性及其工程应用

智能材料结构系统是近几年国际上新兴的一门多学科交叉的前沿研究课题,由于它具有很强的工程应用前景,美、日等发达国家已投入了大量的人力和物力进行这方面的研究开发。简要介绍了智能结构的定义和组成,并从其力学特性和工程应用等方面,详细论述了目前国内外压电类智能结构的研究与应用现状。     

基于磁记忆检测的桥钢箱梁翼缘损伤状态力磁关系

金属磁记忆检测技术由于其能够快速便捷的对铁磁性构件的损伤进行识别,且被认为具有识别隐性损伤的能力,而被广泛研究。为推进金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤检测方面的应用,对桥钢箱梁进行了静力受弯试验,提取其变形最严重的上翼缘磁信号分布,建立了损伤区域力与磁信号和磁信号梯度的关系曲线,并提出用磁场梯度指数来表征钢梁的受力和损伤状态。结果表明:上翼缘磁信号曲线与应力变化形态正好相反,磁信号曲线在进入塑性后发生反转变为负值,且随应力变化的速度增快,可以判断构件进入塑性状态,即将发生损伤;磁场梯度曲线在损伤最严重的区域出现最大值,且随着荷载的增大,磁梯度最大值点不断向钢梁中间移动,由此可以进行破坏状态的预警;磁场梯度与应力关系曲线可将构件整个受力过程明显的区分为初始、屈服、塑性、损伤4个状态;可以用磁场梯度指数来进行构件受力状态与损伤状态的表征。该研究可为金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤状态的定量评估和预警方面的应用提供依据和参考。      

建筑钢板件三点弯曲试验及磁记忆信号研究

为研究适用于钢结构建筑中以受弯为主的试件的损伤评价,通过对Q235钢板试件进行三点受弯试验,采集了试件加载阶段的磁记忆信号值H_p(y),引入多个磁记忆信号特征量,进行对钢结构损伤的表征研究。试验结果表明,通过磁记忆曲线的"波峰"和"波谷"现象以及磁记忆梯度曲线的"峰-峰值"现象,可以判断试件的应力集中区域。通过其余相关特征量ΔH_p曲线、S_h和|K|_(max)曲线可以发现试件的受拉面对试件的屈服比较敏感,用ΔH_p-F曲线的"拐点"和|K|_(max)-F曲线的"波峰"作为试件进入屈服的依据。研究适用于对结构损伤表征的预判,并且用多重参数验证了磁记忆检测在钢结构损伤方面的可行性。     

受拉钢丝应力状态的磁记忆信号峰峰值判别技术

带缺陷钢丝在单轴拉伸应力状态下,随着荷载的增加磁记忆信号曲线趋于稳定,后期出现部分重叠.同时在缺陷两端出现波峰波谷现象,波峰波谷的峰值差呈递增状态,但波峰波谷的水平间距并没有很好的规律性.在缺陷处出现非线性平台,当荷载发展到一定阶段后非线性段消失,代之以良好的线性段.分析缺陷处的应力状况,可发现应力差距大的部位其磁记忆信号也存在较大的差异,波峰波谷的峰值差可反映应力的差值水平,同时通过波峰波谷差值曲线可以很好地反应钢丝的全过程受力状态.因此,可作为一种磁记忆检测技术应用于钢丝检测的判别手段.