钢板夹钢管组合板弯曲变形与最大承载力

对3块钢板夹钢管组合板进行了抗弯试验,绘制了荷载–位移(P-δ)曲线,记录了加载失效过程图。基于假设的失效模型和能量原理,推导建立了组合板最大承载力公式,并将最大承载力理论值与试验值进行比较。对试验结果进行了模拟与验证,讨论了钢板厚度和钢管壁厚对最大承载力的影响,并将最大承载力理论值与模拟值进行对比分析。结果表明:钢管数量越多,承载力越大。变形失效时,主要有焊缝开裂、上钢板局部屈曲和芯层钢管局部压扁等现象。数值模拟可以较好地预测试验最大承载力和变形情况。推导的最大承载力公式可以较好地预测试验结果和模拟结果,具有较高的精度。当用钢量增加较少时,仅增加上钢板厚度对提升组合板最大承载力最为有效。当用钢量增加较多时,同时增加上下钢板厚度对提升组合板最大承载力最为有效。     

论重要建筑物的防爆抗爆设计

介绍了重要建筑物建立防爆抗爆体系的重要作用,从规划布局、建筑设计、结构设计等方面,论述了重要建筑物的防爆抗爆设计措施,有助于保证建筑结构的安全性,提高建筑物的综合防灾能力。     

大型公共建筑反恐防爆的设计理念

讨论了大型公共建筑的规划布局和外部环境对反恐防爆的影响,提出了在建筑物前面设置障碍物和防爆墙的外部防御措施,指出建筑外形应尽量采用凸状和圆弧形,采用新型材料有助于大幅提高建筑物的抗力和延性。     

钢板夹钢管组合板抗低速冲击性能的优化研究

试验共设计了三块钢板夹钢管组合板,分别为净距90 mm的三钢管组合板(G3)、净距30 mm的四钢管组合板(G4)与净距0 mm的五钢管组合板(G5);研究了组合板在落锤冲击作用下的抗冲击性能及破坏情况。利用有限元软件对试验组合板及不同厚度钢板、钢管的组合板进行模拟,分析钢管(钢板)位置、钢板厚度、钢管壁厚对组合板抗冲击性能的影响。提出单位增加质量贡献比γ来衡量组合板抗冲击性能优化的程度。结果表明:钢管分布连续的组合板抗冲击性能最好;在组合板变形不太大的情况下,钢板在抗冲击过程中起主要吸能作用;只增加中钢管壁厚能更快地提高组合板抗冲击性能,但材料利用率降低;只增加上钢板厚度能提高组合板边钢管抗冲击过程的参与度,增强组合板的整体性,并提高材料利用率。     

大吨位FRP复合材料拉索整体式锚固理论分析

针对大吨位纤维增强聚合物（FRP）复合材料拉索锚固问题,基于前期提出的一种适用于多根、大直径的FRP复合材料拉索整体式变刚度锚固方法（简称大吨位锚固）,利用应力-应变关系分析了FRP复合材料拉索加载端应力集中产生的本质原因,推导了FRP复合材料拉索与荷载传递介质协同工作的界面摩擦系数关系式。基于功能原理,推导了大吨位锚固体系的锚固力计算公式,并基于锚固力计算公式进行了参数分析。理论推导结果表明:等刚度荷载传递介质会引起FRP复合材料拉索加载端应力集中,变刚度荷载传递介质的大吨位锚固方法可以有效避免FRP复合材料拉索“切口效应”。推导的界面摩擦系数关系式能够作为FRP复合材料拉索与荷载传递介质是否同步跟进的判断依据。参数分析表明:增加锚固长度和锥角（保持加载端厚度不变）有利于设计较小尺寸大吨位锚固体系,而增加锥角（保持自由端厚度不变）和同时改变加载端与自由端厚度不利于设计较小尺寸大吨位锚固体系。      

钢板夹芯防爆墙防护效应的影响因素

研究防爆墙的防护效应,使其更为有效地降低爆炸冲击波对目标的破坏作用,设计了钢板夹聚氨酯和钢板夹混凝土两种防爆墙。利用一维应力波理论分析比较了两种防爆墙的防护能力,借助ANSYS/LS-DYNA软件讨论了不同墙高、爆距及测距对防爆墙防护效应的影响。研究表明:钢板夹芯的防爆墙芯材刚度越小,防护效应越好,且芯材会影响高压区形成的位置;防护率与墙后测点并无明显的数学关系,但各点防护率都围绕某一固定值上下波动,且该固定值随墙高的增加而增大;防护率(均值)随着墙高的增加而增大,且增幅也随之增大;防护率(均值)随爆距的增大而均匀减小,且减小的幅度与墙高呈负相关。     

钢板夹泡沫铝组合板抗弯性能研究

试验设计了6块钢板夹泡沫铝组合板,其中无侧板组合板与有侧板组合板各为3块,侧板材料与面板相同,泡沫铝芯层厚度分别为40 mm、60 mm和90 mm。对组合板进行抗弯试验,绘制了组合板跨中荷载-位移（P-δ）曲线,记录了组合板变形失效过程。基于Gibson模型最大承载力公式建立了无侧板组合板的失效模式图。推导了有侧板组合板最大承载力计算公式,建立了失效模式图。结果表明:泡沫铝芯层厚度越大,组合板承载力越高,加载刚度越大。建立的失效模式图可以较好预测组合板的失效模式。与无侧板组合板相比,仅增加侧板,可以显著提高组合板的承载能力和加载刚度,有效限制泡沫铝开裂后裂缝的进一步开展。通常无侧板组合板每种失效模式仅独立对应失效模式图中一块区域,而有侧板组合板失效模式图被划分为四块区域,且表皮屈服失效模式独立对应两块区域。     

泡沫铝夹芯板抗冲击性能分析

试验设计了3块钢板夹泡沫铝夹芯板,厚度分别为50 mm、70 mm和100 mm。对每种厚度夹芯板进行七组不同落锤高度的冲击试验,测得了上、下面板变形值,记录了夹芯板的破坏情况。应用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA进一步还原夹芯板冲击过程,导出了面板与芯材的吸能占比。基于假设的夹芯板理论模型,给出了平均冲击荷载、局部变形和整体变形最大值的估算公式。结果表明:当夹芯板尺寸和材料强度一定时,局部变形值与落锤高度的平方根成正比,整体变形最大值、平均冲击力均与落锤高度的平方根成线性关系。夹芯板的抗冲击性能主要依靠增大泡沫铝芯层的变形进行耗能,芯层越厚,泡沫铝吸能占比越大,局部变形越小,夹芯板受到的冲击力越大。