拉压区复合加固木梁抗弯性能试验研究

为了有效提升古建木梁的承载能力,提出采用拉区粘贴纤维复合材料、压区内嵌钢筋的复合加固方法。对11根矩形木梁进行三分点加载试验,主要考虑加固方法、受拉区名义配筋率和木材种类等影响因素,观察并记录试件的受力过程及破坏形态,获取试件的荷载 挠度曲线及荷载 应变曲线,进而分析各因素对木梁抗弯性能的影响。研究结果表明：仅拉区加固时,木梁试件的承载力、刚度和延性随着受拉区名义配筋率的增加而提高,但提升幅度不显著;拉压区复合加固木梁的承载力及刚度均高于仅拉区加固木梁,采用拉压区复合加固能显著提高原木梁的承载力及刚度,但其延性略有降低;在相同加固方法下,加固松木木梁的承载力及刚度提高幅度要优于杉木木梁。加载过程中,木梁跨中截面应变沿高度方向基本符合平截面假定,木材与加固材料的应变基本一致,表明拉压区复合加固方法可以保证木材与加固材料间的协调工作。基于试验结果,提出拉压区复合加固木梁的承载力计算模型,其理论计算值与试验结果吻合良好。     

大型摄影棚屋盖网架与支承框架协同工作分析

对于大型摄影棚结构,合理考虑屋盖结构和支承结构协同作用是结构设计的关键.以某大型摄影棚结构为研究对象,利用SAP2000软件建立了屋盖网架固定铰支座模型、等效弹性支座模型和整体结构模型,并对其进行了静动力对比分析,讨论了下部支承结构对上部屋盖网架受力的影响.分析结果表明,固定铰支座模型与整体结构模型的应力差值较大,将下部支承结构简化后的等效弹性支座模型在静载和单独竖向地震作用时可代替整体结构模型进行分析,考虑水平向地震作用和三维地震作用时应采用整体结构模型.     

唐代殿堂型木构架摇摆柱力学模型研究

为了探究内嵌钢筋外包碳纤维(CFRP)布复合加固圆形木柱的抗震性能,并提出加固木柱的抗侧性能计算方法,以内嵌钢筋数量和CFRP布加固量为变量,开展了5根复合加固木柱的低周往复荷载试验。试验结果表明：复合加固方法能够延缓木柱损伤破坏的进程,加固木柱均表现为试件底部受拉侧木材纤维的断裂,脆性破坏特征显著。复合加固木柱的承载和变形能力提升明显,随着CFRP布加固量的增加,试件的峰值荷载和延性均呈上升趋势,内嵌钢筋的布设位置会影响木柱的抗侧承载力。钢筋和CFRP布的应变-位移滞回曲线与木材的相应曲线分布形态相近,加固材料可以与木材协调变形、共同工作,进而提升木柱的滞回性能。采用条带法对试件截面进行受力分析,通过理论计算与试验数据的对比,验证了截面内力计算方法的可靠性。基于材料力学基本理论,提出了复合加固木柱抗侧性能计算方法,理论计算与试验结果对应良好。

     

复合加固方形木柱偏心受压性能试验

为解决古建木柱的加固、修复等问题,探究一种经济可行、效果显著的加固方法,将7根方形木柱以内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固的方法进行加固试验,研究其在偏心受压情况下承载力、延性等力学性能的变化,主要考虑嵌筋的数量和受压偏心距两种因素的影响。试验结果表明:采用间隔包裹一层CFRP布同时嵌筋的方法复合加固的木柱破坏主要发生在纤维布之间的间隔段,而且相比于未加固的木柱其破坏时表现出更好的整体性;偏心距为0时,木柱的4个侧面均发生破坏现象,而随着偏心距的增大,木柱仅在偏压侧发生破坏;在偏心距相同的情况下,采用该复合加固方法加固后的木柱在承载力和延性性能方面均得到明显提升和改善,提升幅度随嵌筋数量的增加而增大;加固方式相同时,偏心距由0增加到50 mm,木柱的承载力降低显著,而延性系数变化不大。     

木材表面嵌筋黏结锚固性能试验研究

木材与钢筋之间的可靠黏结与锚固,是保证内嵌钢筋加固木柱协同工作的根本条件。为研究钢筋与木材的黏结滑移性能和锚固特性,对50个木材表面嵌筋试件进行了中心拔出试验,总结了试件的破坏形态,分析了黏结滑移曲线的分布规律。进而分析了锚固长度(80、120、160 mm)、钢筋直径(16、20 mm)这两个基本参数对极限荷载以及平均黏结强度的影响。试验结果表明:试件出现了4种典型的破坏形态,分别为拔出破坏、劈裂破坏、混合破坏以及剪切破坏,且黏结滑移曲线的分布与试件参数相关;随着锚固长度的增加,试件的极限荷载增加而平均黏结强度减小;随着钢筋直径的增加,试件的极限荷载增加而平均黏结强度基本不变。此外通过钢筋的内贴片方法得到了典型试件钢筋沿锚固长度的应变分布,参考既有计算方法计算并得到了黏结应力以及相对滑移量的分布规律,综合黏结应力以及滑移量的分布获得了各测点处的黏结滑移曲线。     

水平地震作用下摄影棚混合结构支承框架的减震控制

由钢筋混凝土框架支承的大跨钢网架屋盖组成的混合结构在现代大型摄影棚结构中广泛采用,而下部钢筋混凝土支承框架抗震性能较差,需要对其进行减震控制。本文以某大型摄影棚混合结构作为研究对象,通过有限元软件SAP2000建立了非线性有限元分析模型,针对水平向地震作用,通过在支承框架中设置粘滞阻尼器,分析不同数量和参数的阻尼器在设防和罕遇地震作用下的减震效果差别,以使粘滞阻尼器的布置经济合理,实现有效减震的目标。研究结果表明,合理布设粘滞阻尼器可有效减小结构柱顶位移和基底剪力,提升支承框架的抗震性能。     

新疆民丰县克孜勒阿特一带油页岩地质特征及找矿前景分析

民丰县克孜勒阿特一带油页岩位于华南板块中生代海相-河湖相地层发育的巴颜喀喇前陆盆地,矿(化)体产于中侏罗统杨叶组(J2y)地层中。本次通过研究克孜勒阿特一带油页岩成矿地质背景,指出克孜勒阿特油页岩矿化体层位稳定,呈巨厚状产出,构造简单,无断裂破坏,成矿条件好;地表岩石风化强烈,裂隙发育,致使焦油率偏低,推测其深部油页岩资源潜力可观。并对其找矿前景进行了分析,同时本次首次在南疆高原地区调查评价油页岩等非常规能源矿产,对今后在我区高原环境复杂地质构造、地形地貌、高海拔和高寒条件下的油气勘探技术方法与理论研究提供了示范。     

复合加固矩形木柱受压应力应变模型

为了研究钢筋加固量、碳纤维布包裹方式等对内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压应力应变关系的影响,基于27根方木柱和9根矩形木柱的轴心受压试验结果,提出了碳纤维布约束矩形木柱的强度计算方法,推导了复合加固矩形木柱的承载力计算公式,并在此基础上提出了复合加固矩形木柱受压三折线应力应变本构关系模型.基于这种模型计算得到的木柱受压应力应变曲线与试验值吻合较好,从而验证了内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压三折线应力应变模型的适用性.     

考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系

木材表面嵌筋加固是提升木结构构件力学性能的有效加固方法,木材与筋材之间良好的协同工作性能是保证其加固效果的基础,内嵌筋材与木材的粘结滑移本构关系是理论计算与有限元分析的重要依据。该文基于6组18个原木木材表面内嵌钢筋试件的拔出试验结果,首先分析计算试验中量测得到的钢筋应变以及钢筋相对于试件端部的滑移值,得到了局部粘结应力和相对滑移量沿锚固长度的分布曲线,由其分布规律可知局部粘结应力呈双峰状分布,相对滑移量分布与锚固长度相关;进而分析了不同位置处的粘结滑移曲线以及同一滑移值下的粘结应力分布曲线,可知不同应变测点处的粘结滑移曲线分布规律不同;之后采用归一化的方法给出了描述粘结滑移关系的位置函数,并讨论了钢筋直径以及锚固长度对位置函数分布的影响;最后建立了考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系。     

复合加固圆形木柱轴心受压承载力计算

内嵌钢筋外包纤维布的复合加固方法可以有效提高古建木柱的受压承载能力和变形性能,大幅提升了其工作性能。为了提出内嵌钢筋外包CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布复合加固圆形短木柱轴心受压承载力的计算公式,本文共完成了12组42根复合加固试件的轴心受压试验。试验结果表明：木柱的破坏主要发生于初始缺陷较为集中的区段,且复合加固方法能够提升木柱的承载力和变形能力,加固效果显著。基于经典的纤维布约束混凝土柱抗压强度理论,对CFRP布约束木柱相关试验数据进行了拟合分析,进而提出了三个CFRP布约束木柱的抗压强度计算模型。通过理论计算值与试验值的对比,比选出了适用的CFRP布约束木柱顺纹抗压强度计算模型,继而给出了复合加固圆形木柱的轴心受压承载力计算公式。依据补充试验结果和对既有文献研究中试验数据的对比计算可知,理论计算能够较好地预测相关试验结果,从而验证了复合加固圆形木柱轴心受压承载力计算公式的可靠性。