新型承重围护保温一体化墙体抗震性能试验研究

为实现钢结构装配式住宅承重围护保温一体化的目标,提出一种设置暗支撑的承重围护保温一体化墙体。墙体内部为支撑钢框架,填充发泡水泥等保温隔热材料,外部设置双向钢筋网并浇注砂浆层作为保护层。框架内填充发泡水泥对结构的水平承载力和抗侧刚度有较大影响,以暗支撑设置、墙体高宽比为变化参数,对6榀单层单跨承重围护保温一体化墙体进行低周反复加载试验,得到各试件的水平承载力、抗侧刚度和滞回特性。结果表明：设置暗支撑能够明显提高新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力和抗侧刚度;相比纯钢框架,新型承重围护保温一体化墙体具有更高的水平承载力和抗侧刚度,其耗能能力和变形能力也更强;高宽比对墙体抗侧性能影响显著,高宽比越大,墙体的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力均越小。给出了新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

新型装配式剪力墙抗震性能试验

针对强震作用下典型装配式剪力墙结构的破坏机理和薄弱环节,提出一种具有耗能减震功能的新型装配式剪力墙。采用模型试验和数值模拟相结合的方法,设计制作了4片缩尺比1∶1.54、剪跨比1.52的新型装配式剪力墙试件,并对其进行了相应的抗震性能试验,系统分析了螺栓数量、轴压比和边缘构件纵筋配筋率对试件破坏模式、滞回性能、承载能力、变形性能、刚度退化及耗能能力的影响规律。试验结果表明：各试件破坏模式与相同剪跨比的现浇剪力墙基本一致,呈弯剪型破坏;但新型装配式剪力墙具有更为优异的滞回性能和耗能能力,其在破坏点的耗能值显著高于普通现浇墙体;当螺栓数量减少时,新型装配式剪力墙承载能力无明显变化,但滞回性能降低、墙体变形加剧;轴压比或边缘构件纵筋配筋率的降低会导致剪力墙承载能力降低和极限位移增大。最后采用ABAQUS软件建立了相应试件的有限元模型,模拟结果与试验结果吻合较好,表明所建模型的正确性,能够将其应用于新型装配式剪力墙的分析之中。     

不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能试验研究

为研究不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能,对1个现浇混凝土节点和2个装配式混凝土梁柱节点试件进行循环往复加载试验,分析节点的破坏特征、梁端弯矩—转角、节点核心区剪力—梁端转角、刚度退化、钢板的应变等。结果表明：方钢管连接的装配式混凝土节点呈梁端弯曲破坏,设置端板和水平连接板的装配式节点和现浇节点呈节点核心区剪切破坏。装配式节点的梁端弯矩和节点剪力显著提高,梁端转角显著增加,节点核心区剪切变形减小,刚度退化变缓,受力性能得到明显改善。在节点核心区设置方钢管和十字隔板作为钢骨架的节点受力性能最佳,远优于现浇节点。在节点核心区加入钢连接件,预制梁端设置预埋工字钢,现场采用焊接或者栓接装配,后浇连接区混凝土,这种连接形式能够有效传力,提升装配式节点的受力性能。     

低预应力装配式方钢管拱结构受力性能分析

低预应力装配式方钢管拱结构是一种新型的结构型式,结构中下弦相间节点间所设的预应力拉筋。可以增强结构的整体刚度,减小支座水平推力。通过对该结构在不同荷载及不同跨度等参数作用下的受力性能进行分析认为,该结构不仅构造简单、造型美观、加工安装方便,而且受力性能也很好。是一种具有广阔应用前景的结构型式。     

毛竹杆纯弯构件受力性能试验研究

为研究毛竹杆的受弯性能,先对取自10根毛竹的40组竹条标准材性件进行抗弯试验,得到其破坏模式和抗弯强度;再对直径为90、120 mm,跨距为3 000、3 600 mm的24根毛竹杆进行弯曲试验,研究其荷载—位移曲线、初始抗弯刚度、极限承载力、挠度、破坏模式等相关力学性能;理论推导毛竹梁破坏受压区高度及受拉区边缘应力。结果表明：毛竹梁跨距变化对挠度的影响大于直径变化对挠度的影响,毛竹梁直径越大、跨距越小,初始抗弯刚度越大;根据试验数据,按弹性理论计算出毛竹杆受弯破坏时的受压区高度在3R/2处,在小挠度条件下,毛竹梁受弯符合平截面假定,大挠度条件下,截面受压区高度上移,计算出的破坏边缘拉应力与平截面假定计算的结果不一致,建议毛竹梁受弯破坏弯矩按上边缘顺纹抗压强度达到最大进行计算。     

采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明：装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(β_U)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。     

装配式剪力墙结构新型连接节点的构造与抗震性能研究

装配式结构具有快速施工,节能环保的特点,装配式剪力墙结构符合我国住宅产业化的要求.预制墙体连接技术是制约装配式剪力墙结构使用及抗震性能的关键,提出一种适用于装配式剪力墙连接的新型节点连接技术,通过节点的静力试验及试件低周反复荷载试验,研究和评价新型节点连接的抗震性能,并在试验基础上改进节点连接构造.结果表明:该连接技术锚固性能可靠.在选择合理钢筋埋深和设计的情况下,运用这种连接方法的装配式剪力墙水平缝和竖直缝试件具有与现浇试件相当的抗震性能.     

再生混凝土密肋复合墙体受力性能试验研究

对3榀1∶2比例模型,再生骨料取代率分别为100%、50%和0%的密肋复合墙体的力学性能进行对比试验.研究了再生混凝土密肋复合墙体的破坏机制、承载力、延性、刚度退化等性能.研究发现:墙体属于剪切破坏;最大水平承载力,50%取代率的墙体和普通混凝土墙体相比没有下降,而100%取代率墙体承载力下降18%;延性系数,随着取代率的增加而提高.试验表明:50%取代率密肋复合墙体具有良好的力学性能,应用于实际工程完全可行;而100%取代率墙体需慎用.     

火灾后装配式钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

开展受火灾作用装配式钢筋混凝土结构承载性能的研究,对于推动装配式钢筋混凝土结构的应用与发展具有实践意义。文章设计了3根两端为预制部分,跨中钢筋采用灌浆套筒连接并后浇混凝土的足尺装配式钢筋混凝土简支梁试件,对其进行了经历火灾后的抗弯性能静载试验,观察分析了装配式钢筋混凝土梁经历火灾高温作用后的抗弯性能劣化规律以及装配后浇部位的整体工作性能。结果表明：升温过程中,试验梁截面内存在明显的温度梯度,距离受火面较远的测点温度达到峰值存在滞后性;常温及高温自然冷却后装配式钢筋混凝土梁受弯性能试验中,试件均发生了受拉钢筋屈服、梁顶受压区混凝土被压碎的正截面受弯破坏,后浇连接部位没有出现明显的异常破坏现象,装配连接的整体工作性能良好;受火作用时间对装配式钢筋混凝土梁的开裂荷载、抗弯刚度、极限承载力以及延性性能等有明显不利影响。在试验研究基础上,运用有限元分析软件,数值模拟分析了火灾后的装配式钢筋混凝土梁的静力抗弯性能,分析对比了试验结果,两者比较吻合。     

新型3D板墙体抗震性能试验研究

为了解新型3D板墙体构件的抗震性能及其影响因素,通过对3片新型3D板墙体进行低周反复加载试验,获得试件的破坏特征、承载力、荷载—位移滞回曲线以及荷载—应变曲线等,研究该类墙体的承载能力、变形性能和耗能能力。试验结果表明：新型3D板墙体结构受力性能良好,整体性较强,具有良好的延性性能和耗能能力。高宽比和墙端构造对墙体的抗震性能具有较大影响。高宽比较大时,地震作用时墙体趋于发生弯曲破坏,对提高结构延性,增强结构耗能能力,改善结构抗震性能具有重要作用。通过采取墙端构造措施,可以有效提高墙体整体刚度、承载能力、延性和耗能能力,有利于结构抗震,但对延缓墙体裂缝出现作用不大。     

新型加劲软钢阻尼器性能与试验

为研究菱形开洞的新型加劲软钢阻尼器的耗能减震性能,分析其构造形式和减震机理,并对六组阻尼器单片进行了循环加荷试验,给出了其恢复力模型;分别对整体刚度相同的装有加劲软钢阻尼装置和装有普通支撑的三层钢框架进行了振动台对比试验研究.结果表明,这种新型加劲软钢阻尼器具有稳定的滞回性能和抗疲劳性能,对结构的加速度和位移都有很好的控制作用,具有较好的减震效果.     

冰阀式保压取样器中冰阀形成数值模拟与试验

保压取芯技术是天然气水合物调查研究必备的关键技术.为了克服现有保压取芯器在应用中保压成功率低的问题,提出了采用天然气水合物钻井液在原位生成冰阀代替机械阀门实现对水合物岩芯保压的冰阀式保压取芯器.采用设计的冰阀实验系统在实验室内对天然气水合物钻井液原位形成冰阀的过程与冰阀的密封承压能力进行了研究分析,并结合计算流体动力学技术对冰阀形成过程进行了仿真模拟.承压试验结果表明:冰阀的承压能力随冰阀长度的增长而增大;模拟结果与试验结果均表明随着冰阀长度的增长,冰阀形成所需时间也有所增长.因此,在满足地层保压取芯要求的前提下,应尽量采用较短的冰阀,以缩短冰阀式保压取芯器内冰阀的形成时间.     

无机胶粘贴CFRP布加固梁火灾后受力性能试验

目前粘贴碳纤维(CFRP)布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化温度过低,多为60～80℃,用环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土结构难以满足耐高温要求.为此,研发了600℃时强度不低于常温强度的无机胶,并用其粘贴CFRP布加固混凝土梁.对4根已进行过火灾下耐火性能试验的加固梁进行火灾后受力性能试验,描述加固梁火灾后受力破坏过程,获得了火灾后受弯承载力试验值和荷载-跨中位移变形曲线,进行了受弯承载力分析,提出正截面承载力计算公式和构件刚度计算方法.试验与分析表明,当CFRP布历经的温度高于300℃时,CFRP布的强度不能充分利用,加固性能有所下降.相关公式计算值与试验结果吻合较好,可用于该类加固梁火灾后正截面承载力和构件刚度的计算.     

东北地区天然冰蓄冷空调节能技术应用

从初投资和系统总耗能量角度,对天然冰蓄冷空调系统与冰蓄冷空调系统、常规空调系统进行比较;对不同电价政策下的冰蓄冷空调系统的年运行费用和投资回收期进行比较,进一步推出系统总能耗的差别,得出采用天然冰蓄冷具有良好的节能效益。     

火灾后RC简支梁的动力性能试验研究

对钢筋混凝土简支梁进行了常温下和火灾作用后动力性能试验研究，并对常温下和火灾作用后动力性能试验研究结果进行对比分析，试验研究结果表明，受火损伤后钢筋混凝土简支梁的一阶固有频率和刚度与常温时相比有明显下降，下降幅度为30％～40％之间．根据试验研究的结果，总结出了其动力性能的变化规律，为火灾后结构的损伤鉴定及加固修复提供重要依据．     

Experimental research and energy analysis of a new type of dry ice powder pneumatic rock breaking technology

When the traditional drill and blast method is applied to rock crushing projects, it has strong vibration,loud noise and dust pollution, so it cannot be used in densely populated areas such as urban public works.We developed a supercritical CO₂ true triaxial pneumatic rock-breaking experimental system, and conducted laboratory and field tests of dry ice powder pneumatic rock-breaking. The characteristics of the blast-induced vibration velocity waveform and the evolution of the vibrati...     

光纤光栅冰力传感器的开发及应用

根据裸光纤光栅(FBG)对应变的灵敏度远高于对压力的灵敏度这一特点,设计了一种基于等强度梁结构的FBG冰力传感器,并可以通过调节封装构件的尺寸调节其测量压力的灵敏度系数。对传感器的标定结果显示,这种FBG冰力传感器的线性相关度良好,实测的灵敏度系数与理论值一致。该种传感器在冰激桥墩振动模型试验中得到了应用,成功监测了桥墩在不同冰速撞击下受到的冰力。实验表明,这种FBG传感器灵敏度高、可靠性好、对结构自身的影响很小,可直接测量冰的撞击力,适合于模型实验中的冰力监测。