形状记忆合金混凝土梁力学性能试验研究

将超弹性形状记忆合金(简称SMA)绞线作为主筋埋入到混凝土梁中,制成SMA混凝土梁。采用跨中单点加载试验对其进行力学性能测试,并利用同尺寸、同配筋率的钢筋混凝土梁作为参照,比较了各试验梁的承载力、残余变形和残余裂缝,分析了SMA的预应力及SMA与混凝土的粘结情况对试验梁力学性能的影响。结果表明,超弹性SMA绞线可以减小混凝土梁的残余变形和残余裂缝,提高混凝土梁的自修复能力。与普通钢筋混凝土梁相比,开裂后SMA混凝土梁的承载力增加的幅度更大,且粘结情况对梁的承载力有较大的影响。此外,对于无粘结SMA混凝土梁,对SMA绞线施加预应力可以提高混凝土梁的承载力和耗能能力。     

功能自恢复SMA/ECC墩柱抗震性能试验研究EI北大核心CSCD

墩柱作为主要承重构件,其抗震能力对整个桥梁结构的安全至关重要。为了提高墩柱的变形能力、耗能能力及损伤自修复能力,减小墩柱震后的残余变形和损伤,实现震后不修复或者稍作修复就可恢复正常功能,提出了一种基于形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)和工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)的新型自复位墩柱。利用SMA的超弹恢复性能,在墩柱的塑性铰区用SMA筋来替代普通纵向钢筋,来实现墩柱的自复位功能;利用ECC的应变硬化特性,ECC替代墩柱的塑性铰区普通混凝土,提高墩柱耗能能力并减少损伤。设计制作了5个试验试件,分别为普通钢筋混凝土墩柱、普通钢筋ECC墩柱、钢绞线普通混凝土墩柱、钢绞线ECC墩柱和形状记忆合金筋ECC墩柱,并进行低周反复加载试验,对比分析了不同墩柱的破坏模式、承载力、延性和耗能能力等抗震性能。研究结果表明:SMA材料能够增强结构的变形能力,提高结构的延性,减小结构残余变形;ECC材料能够提高结构延性,减缓裂缝的开展速度,提高结构的耗能能力。与普通钢筋混凝土墩柱相比,SMA/ECC墩柱不仅表现出较好的延性,且构件复位效果良好,显著减小了结构损伤,展现出更好的抗震性能。     

智能混凝土损伤自修复全过程分析

混凝土及其结构能够自动适应环境，在受到损伤后能够自行修复，是解决结构中的混凝土损伤的最佳途径。利用内置内含修复胶粘剂的胶囊实现了混凝土损伤的自修复，一旦混凝土中出现损伤或裂缝，胶囊破裂，其中的修复胶粘剂流出，使其修复。通过有限元软件ANSYS，建立了混凝土有限元模型，对其损伤自修复全过程进行了计算分析，揭示了损伤自修复的机理。最后，通过试验验证了计算分析方法的正确性和合理性。     

高强型钢超高性能混凝土梁受弯性能试验研究及有限元分析

为研究高强型钢超高性能混凝土梁的受弯性能,以配钢率、型钢位置和钢纤维体积分数为变化参数,设计了6个试件,并对其进行了静力加载试验,获得了试件的破坏形态和荷载-跨中挠度曲线,分析了试件的承载能力和变形能力,以及型钢、纵向钢筋和超高性能混凝土的应变变化规律。基于试验研究,建立了高强型钢超高性能混凝土梁受弯性能的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明：所有试件均发生的是适筋破坏,纵向受拉钢筋和型钢下翼缘率先屈服,然后受压区超高性能混凝土被压碎;在试件的破坏阶段,所承担的荷载会依次经历陡降、波动、缓慢上升和缓慢下降四个阶段;试件的变形能力系数超过5,呈现出较强的变形能力;试件开裂前,超高性能混凝土的应变符合平截面假定,但开裂后,只有受压区和受拉区在中和轴附近的一小部分超高性能混凝土应变呈线性分布;配钢率和型钢强度增大,试件的承载能力和变形能力均提高;超高性能混凝土抗压强度增大及型钢从截面居中位置下移,试件的承载能力提高,但变形能力下降;钢纤维体积分数增加,试件的抗裂能力和变形能力均提高,但承载能力变化不显著。     

混凝土框架震损与修复过程动力特性的试验研究

该文以地震下、修复中以及修复后遭遇地震的钢筋混凝土框架的动力特性为研究目的,进行了框架模型的初次振动台试验、震损后修复和再次振动台试验。试验对象为相似比1/4的双跨8层混凝土框架。在初次振动台试验中,框架模型经过31个工况地震波和5次白噪声的输入,结构破坏明显。其后,对框架损伤区域的裂缝进行压力注胶修补,并通过地脉动法和撞击荷载法监测修复过程中结构动力特性的变化。修复后,再次进行工况相同的振动台试验。试验结果表明:框架模型的频率随输入地震动幅值的加大而明显降低,阻尼比则随之明显增大;修复过程中,结构的频率和阻尼比逐步恢复,第一自振频率达到甚至超过模型的原有水平;修复后的再次振动台试验中,模型的频率降幅及阻尼比的增幅均低于初次振动台试验。结合两次试验中结构的变形幅度可知,结构动力特性与其抗震性能有密切的关系。通过动力特性指标的变化,能有效反映框架结构在震损及修复中的抗震性能。     

基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度

本文采用虚拟裂缝模型,将临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ作为控制参数,利用三点弯曲梁试件通过迭代求得了混凝土裂缝亚临界扩展量的临界值△ａｃ,据此求得了混凝土起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、等效断裂韧度ＫｕｎＩｃ值。计算结果表明,随着试件尺寸的增大,△ａｃ增大,但ＫｉｎｉＩｃ、ＫｕｎＩｃ值却是与试件尺寸无关的断裂参数。这表明线弹性断裂韧度准则可应用于混凝土结构的裂缝评定。     

形状记忆合金智能阻尼器的试验研究

利用NiTi合金丝的超弹性特性及电阻应变特性,本文提出了一种具有自感知功能的新型形状记忆合金阻尼器,并通过对阻尼器的构造设计,使安装在其中的NiTi丝始终处于受拉状态,避免了合金丝在结构振动过程中受压屈曲.文中首先测量了两种不同直径NiTi合金丝的超弹性特性及电阻应变特性,得到了其在循环加、卸载作用下的应力-应变、电阻-应变及电阻-应力关系,随后,利用NiTi合金丝的上述特性,提出了一种新型形状记忆合金阻尼器,并将该阻尼器安装在结构模型上进行了地震模拟振动台试验,同时测量了阻尼器中NiTi合金丝在结构振动过程中的变形.研究结果表明,形状记忆合金可以同时作为传感和控制的元件,安装在结构中,有效控制结构在地震激励下的响应,并监测结构构件变形,为结构震后安全评定提供可靠依据.     

预应力铝合金筋嵌入式补强钢筋混凝土梁裂缝分析与计算

完成了7根预应力7075铝合金筋嵌入式补强混凝土梁试件的四点弯曲静载试验,应用非接触式数字图像相关法对混凝土加固梁的裂缝形成、分布、裂缝宽度和间距进行分析,研究了铝合金加固量、预应力以及预应力水平对嵌入式补强混凝土梁试件破坏模式和裂缝特性的影响。试验研究表明:铝合金筋嵌入式补强法可以显著提高混凝土梁的承载能力,施加预应力进一步增强加固梁的强度并延缓混凝土开裂和钢筋屈服;端部锚固有效避免了加固梁试件发生剥离破坏,提高高强铝合金强度利用率;施加预应力、增大加固量和提高预应力水平,均可以有效控制裂缝扩展,减小裂缝宽度和间距;根据中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010?2010)对嵌入式非预应力/预应力铝合金筋补强混凝土梁的裂缝宽度和分布进行了计算,理论计算值与试验结果吻合良好,结果表明:中国混凝土结构设计规范给出的正常使用状态下最大裂缝宽度计算方法能够较好地考虑预应力、加固筋数量以及预应力水平对最大裂缝宽度的影响,适用于嵌入式补强钢筋混凝土受弯构件的裂缝计算与分析。     

高延性混凝土加固钢筋混凝土梁抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC)加固钢筋混凝土(RC)梁的抗震性能,设计了8个RC梁试件,采用HDC和碳纤维布(CFRP)条带加固,通过低周反复荷载试验,研究剪跨比、加固方式对其破坏形态、变形和耗能能力等的影响。试验结果表明:采用HDC围套加固RC梁,HDC面层良好的拉伸应变硬化和多裂缝开展特性能有效控制剪切裂缝发展,明显改善构件的脆性破坏特征;HDC加固层与原构件协同工作良好,加固层对内部混凝土形成良好的约束作用,HDC加固梁的承载力、变形和耗能能力明显提高,其加固效果明显优于CFRP条带加固;剪跨比较大时,在HDC加固层配置钢筋网,试件的变形和耗能能力明显提高,但对承载力贡献较小。基于桁架-拱模型理论,提出HDC加固梁的抗剪承载力计算方法,计算结果与试验值吻合较好。     

考虑剪力滞后效应结合梁的长期性能计算

目前结构施工仿真计算多采用平面杆系有限元模型,而桥面板剪力滞后效应会使平面杆系模型分析结果产生误差.该文考虑混凝土的长期性能,引入翘曲位移形状函数与强度函数,描述结合梁剪力滞后效应.利用最小势能原理,以整体竖向挠度和翘曲强度函数为未知函数,推导出结合梁微段平衡微分方程及边界条件方程,引入“附加弯矩”描述剪力滞后效应对结构变形的影响;可根据具体结构形式的边界条件,得到结合梁模型变形的解析解.通过算例验证了模型和解析解的正确性,并分析了结合梁剪力滞后效应的时效性.考虑承受均布荷载的固端梁,采用现行规范有效宽度计算的结果介于弹性与粘弹性结果之间.利用该文计算方法,可以减小剪力滞后效应对杆系模型计算结果带来的误差.     

面向状态维修的计划系统：维修的策略与战术规划

面向状态的维修策略有其优缺点。它带来经济上的效益，因为它延缓设备的磨损，并由于经常检查而提高了设备的利用率。其缺点则是对维修计划与控制的要求较高。战术规划的任务就是将维修策略付之实施，并将维修成本降至最低。     

水电站引水洞检修设备

介绍了一种大型水电站引水洞检修专用设备,它能对不同直径、不同长度和不同坡度的引水洞在沿洞壁各个位置上进行全断面检修作业.该设备具有构思新颖、结构简单、使用方便等特点.     

水下爆炸焊接修补实验与分析

简要叙述了爆炸焊接的发展和应用情况,总结了爆炸焊接在水下修补作业中应用的优点.通过水下爆炸焊接实验,分析了爆炸焊接的结果,验证了水下爆炸的可行性.     

历史保护建筑上海汇理大楼(中国光大银行上海分行)空调系统设计

介绍了上海汇理大楼(中国光大银行上海分行办公楼)的工程概况.通过几处重点保护区域空调系统设计的分析,介绍了如何兼顾满足“历史建筑特殊保护要求”和“人员空调舒适度及使用要求”.并据此总结了历史保护建筑修缮工程中空调设计方面的体会与特点,为今后此类空调设计提供借鉴与参考.     

固化剂对环氧树脂砂浆修补材料性能的影响

主要探讨了固化剂的掺量、存贮时间及环境因素对环氧树脂砂浆性能的影响.研究结果表明,固化剂掺量为30份/100份环氧树脂时,环氧树脂砂浆早期强度发展很快,3d抗折强度为7.2MPa,抗压强度为24.4MPa;后期强度发展稍慢,90d抗压强度为53.1MPa.固化剂掺量为10份/100份环氧树脂时,后期强度很大,90d抗压强度为96.9MPa,但早期强度发展较慢,固化时间长.40℃环氧树脂砂浆固化迅速,3d抗折强度即高于12.5MPa,抗压强度可达48.1MPa.     

海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统的设计与实现

以SQL server为数据库软件,采用VB6．0为设计语言,设计了海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统。该系统可以针对海洋平台输油管道复杂的条件指导在役焊接修复,用户输入相关条件即可进行相关WP8的查询和焊接工艺的制定,并且该系统具有很强的维护功能。     

钢轧辊局部冷焊实用工艺设计与分析

全面介绍了钢轧辊局部缺陷修复的实用冷焊工艺。结合工程应用，分析了“分区孤立堆焊”、“周边熔合区最后形成”，“焊缝整体硬一软结合”等工艺要点对降低焊接区内应力，提高焊缝工作寿命的独特作用。     

建筑物加固修复用复合材料技术

叙述了复合材料用于建筑物加固修复的重要性、优越性和应用前景。在分析大量文献资料的基础上,结合作者近期的研究工作,归纳并阐述了建筑物加固修复用复合材料技术的主要内容。较详细地介绍了加固修复用复合材料增强体技术与树脂体系技术,给出了多种纤维片材的特性,提出了相应树脂体系的工艺要求与性能要求。同时,对复合材料-混凝土界面粘结机理作了分析。联系国内情况,提出了该领域亟待开展的研究工作。      

Fatigue behaviour of laser repairing welded joints

This paper presents a fatigue study in Nd-YAG laser surface repairing welded joints in specimens of two base materials used in mould production. The tests were carried out in a servo-hydraulic machine in tension, under constant amplitude loading, with two stress ratios R = 0 and R = 0.4. Welded specimens were prepared with U notches and filled with laser welding deposits. The fatigue results are presented in the form of S–N curves obtained in welded and non-welded conditions. Complementary measurements of hardness and residual stresses profiles were carried out along the surface of laser welded specimens to understand the observed fatigue behaviour. The melted material was the weaker region, with lower values of hardness and higher tensile residual stresses, presenting also a high number of defects that are potential failure sites. The presence of such defects can explain the relatively poor fatigue strength of the laser repairing joints in comparison to base materials.