钢板剪力墙结构的剪切变形分析

目的 研究钢框架-钢板剪力墙结构(Steel Plate Shear Wall,SPSW)的剪切变形比及变化规律,为采用基于能量性态方法设计时,合理估计剪力墙板的滞回耗能提供参考.方法 基于5个系列15个单跨SPSW子结构、4个多层多跨SPSW结构的推覆分析,研究了SPSW结构剪切变形比、变化规律、及相关设计参数的影响.结果 弹性阶段SPSW结构的楼层剪切变形比相对较小,但随着结构塑性的发展,楼层剪切变形比呈显著的增大趋势.剪力墙板厚度、钢柱刚度、跨度、层数、水平加载方式对SPSW结构楼层剪切变形比的影响较大,剪力墙板钢材的强度等级、钢梁刚度对SPSW结构剪切变形比的影响较小.结论 高层钢框架-钢板剪力墙结构采用基于能量的性态方法设计时,上部楼层滞回耗能的计算需考虑剪力墙板剪切变形所占比例的影响.     

考虑失效相关性的齿轮强度可靠性模型的构建

运用应力一强度干涉理论,阐述了齿轮各轮齿及各失效模式由于承受共同扭矩而引发失效相关的机理,同时考虑到共因扭矩和各轮齿强度统计相关性,建立了更符合实际的齿轮可靠性模型。研究表明：与失效独立假设相比,由共因扭矩引发的失效相关现象明显提高齿轮的可靠度,而习惯上较多采用的失效完全相关假设,由于高估齿轮可靠度而增大了零件服役风险。     

复合材料层合板斜切型挖补修理试验

为研究拉伸载荷作用下不同挖补角和附加层数对复合材料胶接挖补修理接头刚度、强度、失效模式及关键位置应变变化的影响,开展了复合材料层合板斜切型挖补修理接头拉伸试验.采用一种碳纤维织物增强树脂复合材料作为母板与补片材料,一种改性环氧树脂胶膜作为胶层材料,设计了斜切挖补角分别为1.8°、2.6°、3.5°、4.4°,附加一附加层或二附加层的斜切型挖补修理试验件.拉伸试验结果表明,在1.8°至4.4°挖补角范围内,所研究的接头刚度和强度随挖补角的增大而减小.附加层数的增加能够有效提升接头的刚度及强度.接头的失效可以概括为四种模式,与挖补角及附加层数目相关。接头关键位置点的纵向应变变化能够动态反映接头的失效过程.     

静电自组装法制备镧/铈掺杂锶铁氧体纳米复合多层膜

为制备具有良好吸波性能的锶铁氧体纳米薄膜,确定了静电自组装法制备掺杂态铁氧体与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层复合膜的基片处理方法和单层膜的组装时间.用紫外-可见分光光度计、XRD、AFM、矢量网络分析仪对纳米薄膜的结构与性能进行研究.研究表明:所制得薄膜为非晶态,薄膜表面由球状颗粒组成,其平均粒径约150nm.通过SrLa0.4Fe11.6O19/PSS纳米复合多层薄膜的电磁参数分析,发现随层数的增加,薄膜的吸波性能增强;在9.21GHz和10.5GHz左右,且组装层数一定时,复合多层膜的吸波性能排序为SrCe0.2Fe11.8O19/PSS> SrLa0.2Fe11.8O19/PSS>Sr.Fe12O19/PSS.     

2BaTiO3/1SrTiO3/1CaTiO3超晶格的纵向挠曲电系数计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了由²BaTiO₃/¹SrTiO₃/¹CaTiO₃所构成的超晶格材料的纵向挠曲电系数。构建了三种超晶胞构型,钛酸钡、钛酸锶和钛酸钙的层数比都为2：1：1,并且保持超晶胞的总层数为16层。对三种超晶胞构型,分别施加余弦应变,分析超晶格中各原子的位移和应变,以及每种构型的纵向挠曲电系数。结果表明,构型Ⅱ的纵向挠曲电系数可达5.63 nC/m,比单晶BaTiO₃、单晶SrTiO₃材料分别提升了16倍和6倍。本文的研究结果对遴选纵向挠曲电系数的材料具有较好的指导意义。     

电弧离子镀TiN/TiAlN复合涂层摩擦磨损性能研究

利用阴极电弧离子镀技术,在硬质合金基体上制得5层和20层TiN/TiAlN复合涂层.研究表明,这两种涂层均为典型的B1-NaCl面心立方结构,且均呈(200)择优取向.两种涂层表面光滑平整,粗糙度分别为0.32和0.11,硬度为1 470HV和2 000HV .20层复合涂层的摩擦系数和比磨损率低于5层,表明增加复合层数有利于提高涂层的耐磨损性能,涂层的磨损机理为磨粒磨损.     

Bi/AlSb(110)体系的结构和电子性质的第一性原理研究

使用第一性原理密度泛函理论研究了在Al Sb(110)衬底表面外延生长Bi薄膜的表面结构和电子性质,计算了生长1~6层Bi薄膜的层间距、吸附能与能带结构.研究发现,不同层数的Bi薄膜显示出奇偶振荡:奇数层稳定,偶数层不稳定;1,3奇数层为半导体,2,4偶数层为金属,5,6层均为金属态,不存在振荡.     

溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜及其性能的研究

目的 制备纳米TiO2薄膜并研究涂膜层数与催化性能的关系.方法 采用溶胶凝胶法并利用提拉技术制备纳米TiO2薄膜.应用朗伯-比尔定律分析其光催化活性,利用金相显微镜观察单层和多层薄膜的表面形貌,用红外光谱和XRD分析所制备薄膜材料的结构,利用甲基橙溶液研究该薄膜的光催化性能.结果 溶胶凝胶法在500℃的热处理温度制备了结晶良好的锐钛矿相结构的纳米TiO2薄膜材料,晶粒尺寸为40～80 nm;控制提拉速度和加入乙酰丙酮,能使薄膜的缺陷减少;涂膜层数为5层时光催化性能比1层到4层时好,这是由于5层时薄膜表面更均匀、更致密,但是层数增加也使薄膜的内应力增加,致使表面产生裂纹.结论 涂膜层数增加均使TiO2光催化性能得到提高,镀膜层数较少时,膜层较好,5层镀膜时膜层产生了裂纹.     

马尾松-火力楠混交林营养元素与养分循环研究

对马尾松-火力楠混交林生态系统的营养元素分布与生物循环进行了研究,并以马尾松纯林作对照.在纯林和混交林生态系统中,5种主要养分元素(N、P、K、Ca、Mg)的总贮量分别为176.29 t.hm-2和188.00 t.hm-2,其中土壤层的养分贮量分别占生态系统总贮量的98.10%和98.7%,其次是乔木层(分别占1.73%和1.18%),林下植被层的养分贮量最小(约占0.05%).混交林和纯林的养分年净积累量分别为196.76 kg.hm-2.a-1和100.60 kg.hm-2.a-1,年吸收量分别为357.96 kg.hm-2.a-1和213.52 kg.hm-2.a-1.N、P、K在混交林中的周转时间较纯林短,而Ca、Mg则相反.混交林对N的利用系数最大,对Ca的利用系数最小;纯林对Mg的利用系数最大,对P的利用系数最小.     

底层大开间框剪封底砌块组合墙房屋抗震性能分析

目的应用振型分解反应谱法及弹塑性动力时程分析方法评价底层大开间框剪封底砌块组合墙房屋的抗震性能以及在地震区的应用可能性.方法以试设计的七度区6层房屋为例,采用分离化处理各抗侧单元的简化串并联动力分析模型,应用基于规范的振型分解反应谱法和以地震动记录作为输入的弹塑性动力时程分析方法进行结构的抗震计算,分析结构的薄弱楼层和变形集中问题,在概率统计的基础上分析结构的抗震性能,失效概率和可靠指标.结果过渡楼层为相对薄弱的楼层,强震下未见明显薄弱的楼层和变形集中问题,房屋结构具备良好的抗震性能和合适的抗震可靠指标.结论在七度区建造该类6层房屋是可行的.     

钢筋混凝土剪力墙的延性计算方法

本文考虑了轴压比、剪跨比、边缘约束构件及其含箍特征值对剪力墙位移延性的影响,建立了考虑端部混凝土约束的剪力墙位移延性比的计算方法,并用39片不同轴压比的钢筋混凝土剪力墙在往复水平荷载作用下的延性比试验结果对本文计算方法进行了验证。对影响剪力墙位移延性的因素进行了参数分析,试验和理论分析都表明,为保证剪力墙达到预期的延性要求,应限制剪力墙的轴压比并设置合适的约束边缘构件。     

Seismic behavior of precast concrete coupled shear walls with engineered cementitious composite(ECC) in the critical cast-in-place regions

The seismic performance of precast reinforced concrete(RC) coupled shear walls is significantly influenced by coupling beams and the beam-to-wall joints during large deformations into plastic ranges.This study investigated the use of engineered cementitious composite(ECC) in the cast-in-place beam-to-wall joints and the upper regions of the composite coupling beams as an innovative method to improve the seismic performance of precast RC coupled shear walls.Two 1/2-scale precast coupled shear walls were tested under reversed cyclic loading and seismic behavior in terms of failure characteristic,mechanical characteristic value,load-displacement hysteresis curves,load-displacement envelope relationship,stiffness degradation,ductility and energy dissipation capacity were evaluated.Research results show that the substitution of concrete with ECC in the critical cast-in-place regions proved to be an effective method to improve the seismic performance of the two-story spatial of precast RC coupled shear walls.     

带斜筋单排配筋中高剪力墙抗震性能试验研究

为了解斜筋布置形式对单排配筋混凝土中高剪力墙抗震性能的影响,进行了4个带斜筋和1个不带斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙低周反复荷载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化和耗能能力,研究了斜筋角度和配筋比例对中高剪力墙抗震性能的影响。结果表明：对于低配筋量的单排配筋混凝土中高剪力墙,墙体分布钢筋的配置形式变化对其破坏形态、极限承载力和延性影响不大;配置斜筋可在一定程度上减小墙体剪切滑移变形,斜筋呈扇形布置对于减小墙体剪切滑移变形效果相对较好;与不配置斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙相比,配置斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙后期刚度衰减速度相对较慢,抗震耗能能力较好。     

基于神经网络的钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力研究

神经网络(ANN)模型作为土木工程领域中一种有效的方法能够用于解决复杂的问题.基于试验数据采用神经网络对钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力进行预测,收集160个钢筋混凝土剪力墙在低周往复荷载下的试验数据,建立数据库,选取140个试验样本对ANN模型进行训练,20个试验样本进行测试验证.ANN1和ANN2有14个输入参数:混凝...     

钢筋混凝土高剪力墙拟静力试验

目的研究钢筋混凝土高剪力墙在低周期反复荷载作用下受力性能.方法将剪力墙的横截面和配筋保持不变,只改变剪力墙的轴向荷载（轴压比）,对3片钢筋混凝土高剪力墙采用低周反复加载方式进行了试验,比较不同轴压比的剪力墙的破坏形态、破坏程度,以及对试验现象进行分析.结果3个试件剪跨比较大,在裂缝产生时滞回曲线有一个拐点,有明显的屈服荷载和明显的下降段,滞回曲线丰满,循环次数多,延性好,耗能能力强,刚度和承载力缓慢下降.结论在对钢筋混凝土高剪力墙恢复力曲线模型进行选取时,建议采用平顶刚度退化二线型模型或平顶刚度退化三线型模型.     

单排配筋低矮剪力墙抗震试验及承载力模型

以研制抗震性能较好且经济适用的新型多层住宅结构为目标,提出了单排配筋混凝土剪力墙结构.为了研究其不同边缘构造的单排配筋剪力墙的抗震性能,同时与传统的砌体结构抗震性能比较,进行了3个不同边缘构造的单排配筋混凝土剪力墙和1个页岩砖砌体剪力墙的低周反复荷载试验.4个试件的剪跨比均为1.0.在试验基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特征、耗能能力和破坏特征,建立了其简化的承载力计算模型,计算结果与试验结果吻合较好.研究表明,单排配筋混凝土低矮剪力墙的抗震性能明显优于页岩砖砌体剪力墙,可以满足多层住宅结构抗震设计要求.     

RC框架结构倒塌地震易损性评估

为系统评估RC框架结构的抗地震倒塌能力,按照中国现行规范设计了66个典型RC框架结构,基于OpenSEEs平台建立了考虑节点剪切变形的典型RC框架结构集中塑性铰模型,并采用IDA分析方法得到各典型结构的IDA曲线与倒塌点;分析设防烈度、层数及跨度对倒塌储备系数的影响,评估RC框架结构在大震及特大地震下的抗地震倒塌能力。结果表明:按中国现行规范设计的RC框架结构的抗倒塌储备系数CMR与设防烈度和层数存在负相关关系,而与跨度的相关性较弱;符合现行规范设计的RC框架结构满足大震不倒的设防要求,但其抵御特大地震作用的能力明显不足,其中,7.5度设防RC框架结构的抗倒塌能力最弱。     

钢筋混凝土剪力墙构件恢复力模型

目的研究RC剪力墙构件并给出其基于试验结果的恢复力模型．方法在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行了15片变参数剪力墙构件的拟静力试验,分析了剪力墙构件骨架曲线和滞回规律的特点．提出了以屈服点、峰值点和极限点为特征点,包括负刚度段的三折线骨架曲线模型．结果从理论分析和试验数据得到影响特征点值的主要影响因素,给出了骨架曲线的计算方法．给出了滞回模型,再加载刚度K1和卸载刚度Ku1、Ku2的计算方法及剪力墙构件恢复力模型的计算方法．结论利用已有剪力墙构件试验结果对笔者的计算方法进行了验证,结果符合较好．计算方法简单,便于工程应用．     

HPFL加固震损短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对1片未加固和3片加固的1:2缩尺比例的L形开洞RC短肢剪力墙模型进行低周反复荷载试验,研究不同受力阶段HPFL加固开洞短肢剪力墙的抗震性能。研究结果表明:HPFL加固法能够有效提高短肢剪力墙的承载力、延性性能和耗能能力。不加轴力的一次受力加固短肢剪力墙,其抗震承载力与延性均有大幅度改善;对于有震损的不卸轴力二次受力加固短肢剪力墙,其加固效果随其震损程度的增大而降低;同时,通过HPFL对试件进行加固可以有效改善试件的抗裂性能。     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.