灌浆插筋式模块钢结构连接节点力学性能试验研究

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结果表明:①在轴向压力作用下,此节点上下两侧空钢管发生屈曲破坏,轴压承载力约为钢管截面屈服承载力的97%,表明此节点具有较好的抗压承载能力;不同钢筋直径试件的荷载-位移曲线基本一致,表明节点的抗压承载力与钢筋直径无关;②在轴向拉力作用下,试件在节点的连接缝隙处发生分离,灌浆料表面呈现了斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的极限抗拉承载力为钢管极限承载力的28%~32%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小;③在弯矩作用下,试件一侧受拉、另一侧受压,在节点的连接缝隙处钢管发生分离,受拉区灌浆料形成斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的抗弯承载力为钢管承载力的37%~47%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小,试件的屈服位移和极限位移均增大.

连体高层大跨钢连廊设计关键技术分析

以实际工程项目为背景,针对多塔连体高层大跨钢连廊设计中存在的关键技术问题,对多塔弱连接体结构进行了整体弹性和弹塑性分析,研究了大跨钢连廊对塔楼受力和抗震性能的影响以及连廊自身振动特性和振动控制方案。结果表明,采用弱连接方案来降低大跨钢连廊对各塔楼的影响是合理可行的解决方案;对与连廊采用滑动支座连接一端的塔楼,其独立塔楼和整体模型的动力特性和地震响应基本一致,塔楼可按独立塔楼模型计算结果进行设计;对与连廊采用固定铰支座连接一端的塔楼,其独立塔楼和整体模型的动力特征和地震响应有较大差异,应考虑连廊对抗震性能的影响,按整体模型和独立塔楼模型计算结果进行包络设计;连廊支座布置方案和选取的抗震支座实现了预期弱连接设计理念,满足大震下变形需求;采用TMD减振控制的大跨钢连廊在人群荷载激励下的竖向振动加速度响应减小显著,减振率达到70%,减振后竖向振动加速度满足规范要求。

马鞍形边界超大跨杂交型索穹顶深化设计及施工关键技术研究和应用

天津理工大学新建体育馆屋盖工程采用了马鞍形边界的杂交型索穹顶结构体系,即索穹顶的边界为马鞍形的混凝土大环梁与框架柱组成约束边界,索穹顶内圈拉索构件参照Geiger型布置,而最外圈参照Levy型布置。采用两种有限元软件对索穹顶的找形结果进行了校核,最大位形偏差值为6.7%。根据杂交型索穹顶的受力性能,研究了杂交型索穹顶关键节点的样式和受力性能。针对现场受限的施工空间,制定了在高空中心塔架上拼装中心受拉环,再对称安装拉索的施工工艺,最后通过分别同步牵引张拉最外圈上脊索和下斜索使索穹顶成形,并对杂交型索穹顶的施工全过程进行了仿真分析和施工监测。结果表明,实测数据和理论数据吻合。通过对这种结构体系从优化设计到施工工艺进行深入分析和研究,从而全方面地掌握该结构体系的工作性能,保证了施工工艺的可行性,以及结构在安装过程中的安全性和可靠性。

基于高频注入法的SPMSM运行研究

建立高频信号激励下表贴式永磁同步电机(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)的数学模型,基于脉振高频注入法构建SPMSM矢量控制系统,采用龙贝格观测器进行转速与位置估计,提高位置估计精度,实现电机无位置传感器低速运行;采用锁相环并通过二次谐波检测实现转子磁极的初始位置估计,保证电机快速起动。在MatLab/Simulink平台上,对所提出的方法进行仿真。结果表明,该方法提高了电机低速运行时的控制精度。

基于单位荷载法的钢管混凝土组合异形柱计算长度系数研究与验证

为解决钢管混凝土组合异形柱在进行构件稳定验算时计算长度系数不明确的问题,利用有限元软件Midas/Gen,采用单位荷载法在钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构整体模型下进行特征值屈曲分析,并通过欧拉公式反算得到钢管混凝土组合异形柱的计算长度系数.研究了网格划分、楼板、短梁对单肢柱计算长度系数分析结果的影响,结果表明各层异形柱沿其高度方向划分为10段、连接板宜沿其宽度方向划分为2段,同时去掉模型中的楼板、短梁可提高结果的安全度和软件分析速度.在上述分析结果基础上,建立了考虑组合异形柱网格划分、去掉模型中的楼板、短梁的整体结构模型,分析了不同异形柱平面位置、所在楼层、梁截面尺寸和楼层总数等因素影响下的单肢柱计算长度系数,结果表明:单肢柱计算长度系数随着所在楼层的上升呈现增大趋势,8~20层单肢柱计算长度系数随梁截面的增大而减小,大部分楼层的单肢柱计算长度系数随楼层总数减少而增大.根据所得数据,基于安全性和计算简便的考虑,给出了各层钢管混凝土组合异形柱中单肢柱计算长度系数建议值.基于计算长度系数的建议取值,分析得到整体模型中各单肢柱的应力比,并与直接分析设计法得到的应力比进行了对比,结果表明两种方法得到的应力比相差不大,验证了本文提出的计算长度系数建议值的可行性.

西咪替丁片降解试验及降解产物的考察

目的:研究西咪替丁片在光照、高温、酸、碱、氧化等条件下进行强制降解试验及降解产物。方法:采用高效液相色谱法,以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以甲醇-水(240∶760)(每1000 mL中含磷酸0.3 mL和己烷磺酸钠0.94 g)为流动相;检测波长为220 nm;流速1.0 mL·min^(-1);进样体积20μL。结果:确定酸破坏降解产物为杂质C,氧化降解产物为杂质E,碱高温破坏降解产物2-氰基-1-(2-巯基乙基)-3-甲基胍未在强制降解产物中检出。结论:成功推测出西咪替丁强制碱、氧化破坏降解产物的结构,并阐明其产生途径,为西咪替丁片的稳定性研究及质量控制提供依据。

H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能研究

为提升方钢管混凝土组合异形柱加工制作的便捷性与精度、减小焊接对板件变形的影响,提出了新型H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱(LCFST-H),并研究其偏压荷载下的力学性能。设计了两个试件进行偏压加载试验,建立计算模型开展有限元分析。在验证有限元模型准确性的基础上,分析了H型钢连接板尺寸、方钢管截面尺寸、柱高度等参数对组合异形柱偏压受力性能的影响。结果表明:构件破坏形式为整体弯曲失稳与局部屈曲破坏,达到极限承载力后,单肢柱之间仍能通过H型钢连接板很好地协同工作,具备一定承载能力,体现出较高的延性性能。方钢管截面尺寸和柱高度对其偏压性能影响较大。结合相关规范,给出了H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱单向偏压承载力计算公式,公式计算结果与有限元结果吻合较好。

支座底板直连接型焊接空心半球节点受力性能试验研究及分析

为研究支座底板直连接型焊接空心半球节点在受拉压状态下的力学性能,设计制作了8个试件。通过试验和有限元分析方法,获得了节点的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明,受压工况下试件的破坏模式为半球先屈服支管后屈服、支管屈服和半球表面屈服,受拉工况下为半球先屈服后支管与半球相交处半球表面产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变,受支管壁厚影响较小。在受力过程中,支管分别承受拉压力的节点试件在支管与半球相交区域的测点最先进入屈服状态,其余加载工况下试件最不利位置均为半球顶部。基于对218个有限元模型在受压和受拉工况下的参数化分析,非线性拟合提出了节点极限承载力计算公式,并考虑了加劲肋对节点承载力的影响,给出承载力提高系数。

内嵌轻质墙板L形方钢管混凝土组合柱框架结构抗震性能试验与数值模拟

针对内嵌轻质墙板双钢板连接L形方钢管混凝土组合柱(LCFST柱)框架结构的抗震性能,设计并制作了未安装墙板的LCFST柱框架试件SJ-1和内嵌轻质墙板的LCFST柱框架试件SJ-2进行低周反复荷载试验,并通过有限元软件对内嵌墙板厚度、墙板强度进行参数化分析.试验结果表明:两框架结构属于“强柱弱梁”的破坏模式;SJ-2中墙板破坏多出现墙板顶端和角部,内嵌墙板可在一定程度上延缓主体框架的破坏;SJ-1和SJ-2均具有良好的耗能能力、延性和变形能力;SJ-2较SJ-1,正、负向弹性刚度、极限承载力均有明显提高,耗能能力比SJ-1略有增加.参数分析表明:增大墙板的厚度或强度,整体结构初始刚度的提升很小,但其峰值荷载的提升较为明显;其中墙板厚度由100 mm增至200 mm,墙板对峰值荷载的贡献率从22.76%提升至30.70%;墙板强度由2.5 MPa增至7.5 MPa,墙板对主体结构峰值荷载的贡献率从23.68%提升至34.52%.

稀相气力输送弯管颗粒扩散特性研究

针对稀相输送系统中颗粒流出弯管后在竖直管内的部分流动特性展开研究,在自主搭建的实验台上进行多次重复实验,并采集了不同管段的颗粒流动图像,结合数值模拟仿真的方法,开发了一种环切法作为扩散均匀高度的评价指标,认为在h=5D处颗粒流已经扩散至均匀,给出了截面压力及粒速变化曲线;讨论了改变气速、弯径比、颗粒直径、颗粒长度对扩散均匀高度产生的影响,结果表明:气速与扩散均匀高度基本呈线性负相关关系,而在弯径比较小、颗粒直径较大、颗粒长度较小的情况下扩散均匀高度较低且基本未受影响,进一步增大弯径比则扩散均匀高度呈线性递增,而进一步降低颗粒直径或增大颗粒长度将使扩散均匀高度呈指数性骤升。

天津理工大学体育馆复合式索穹顶结构分析与设计

天津理工大学体育馆屋盖结构平面投影为椭圆形,长轴为102m、短轴为82m,周圈为短轴高、长轴低的马鞍形双曲线。屋盖结构采用外圈Levy式、内圈Geiger式的新型复合式索穹顶结构。采用力密度法确定了拉索的初始预应力模态,并根据结构的荷载和受力情况确定了最终预应力取值。分析了支座刚度以及屋面支承系统对结构静力性能的影响,最终确定采用边界为三向铰接并考虑屋面支承系统作用的模型作为计算模型。采用时程分析法计算了索穹顶结构在地震作用下的反应,结果表明地震参与组合对索穹顶结构的计算不起控制作用。

空间网格结构焊接空心球节点刚度研究综述

焊接空心球作为空间网格中最常用的节点形式之一,自20世纪中期出现以来被广泛用于体育场馆、博览会展和工业设施等各类建筑中的空间网格结构.国内外学者针对焊接空心球节点从理论推导、数值模拟、模型试验和工程实践等方面开展了大量的研究并取得了丰富的成果.本文在概述焊接空心球构造形式和承载力等方面研究成果的基础上,首先对焊接空心球的节点刚度研究方法、影响因素和刚度计算公式等方面的成果进行系统总结,对比分析了不同的刚度计算公式,进而对考虑节点刚度影响的空间网格结构力学性能的研究成果进行了分析,总结了节点刚度对不同结构性能的影响规律,最后提出了目前焊接空心球节点刚度研究存在的有待进一步完善之处.

烧结工艺对SiO_2-TiO_2/PTFE复合材料性能的影响

采用湿法工艺,并通过马弗炉烧结与热压烧结,制备了SiO2与TiO2共同填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。系统研究了两种填料不同掺杂比及不同烧结工艺对复合材料密度、显微结构、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明,与马弗炉烧结相比,热压烧结工艺制备的复合材料具有更稳定的密度和较小的吸水率,但介电损耗较高;ROM和Kerner模型能较好地对线膨胀系数进行预测,其理论值与实验值的变化规律一致。对于用2种烧结方法制备的复合材料,通过Lichtenecker对数法则计算所得介电常数与实验值均较吻合。

既有门式刚架结构加固改造方案研究

近年来随着工业现代化的发展,国内早期建造的一大批工业用门式刚架厂房结构普遍面临使用功能变化而导致结构所受荷载增加的问题,这使得原有的结构布置已不能满足现行规范要求。解决此类问题目前国内逐渐形成2种方法:拆旧建新和既有建筑加固改造。本文以一具体厂房工程为例,对既有门式刚架结构工程的加固改造方案开展研究,通过有限元分析计算,对比研究了结构在不同加固方案下的结构性能,分析了不同加固方案的优缺点。进而对加固效果较好的弦支刚架方案进行了参数优化研究,得到了最优的弦支刚架预应力值。通过对该门式刚架加固方案的分析与比较,为以后类似工程提供一些参考依据。

基于纯弯状态的焊接空心球节点抗弯刚度

为研究弦支穹顶等空间结构中焊接空心球节点的抗弯刚度,根据弦支穹顶工程中常用焊接空心球和钢管规格调研结果,结合规范要求,采用正交设计法设计了18个节点试件,试验研究了纯弯受力状态下焊接空心球节点的名义抗弯刚度;采用线性强化应力-应变关系,同时考虑几何非线性的影响,利用弧长法追踪弯矩-转角曲线,对承受纯弯作用的空心球节点抗弯刚度进行有限元分析;基于有限元分析和试验研究的结果,得到较精确的节点抗弯刚度计算公式,为进一步考虑节点刚度影响的空间网格结构的力学性能和失效机理研究提供参考.

缩径焊接空心球压弯下节点刚度研究

以缩径焊接空心球节点为研究对象,运用正交设计法设计了9个试件,试验研究了压弯受力状态下节点的名义抗弯刚度。利用ABAQUS软件建立缩径焊接空心球节点分析模型,采用线性强化应力-应变关系,考虑几何和材料非线性的影响,对压弯受力状态下的缩径焊接空心球节点的抗弯刚度进行了有限元分析,绘制了节点弯矩-转角曲线,得到了节点名义抗弯刚度,验证了有限元模拟的准确性。进而参数化分析了不同因素对节点抗弯刚度的影响。以虚功原理为基础,推导了压弯作用下缩径焊接空心球节点抗弯刚度简化计算公式。结果表明:在本文研究范围内,节点的破坏模式为球凹陷破坏;锥管小径端直径与球径比d/D对节点抗弯刚度的影响最大,球壁厚与球径比t/D的影响次之,锥管长度L的影响最小;本文提出的缩径焊接空心球节点刚度简化计算公式具有一定的精度。

考虑节点刚度影响的新型大跨弦支穹顶结构温度效应分析

以1种新型大跨弦支穹顶结构为对象,采用有限元软件MIDAS/Gen800,在计算温度作用对结构基本静力性能影响的基础上,通过参数化分析,研究节点刚度对温度作用下弦支穹顶结构的构件内力、结构挠度和支座反力等响应的影响规律。结果表明:焊接空心球节点刚度对网壳靠中心部位杆件应力温度响应的影响较大,而水平支座约束刚度对网壳靠外部杆件应力温度响应的影响较大;从变化率上来看,焊接空心球节点刚度对外圈环索内力温度响应的影响较小,对内圈环索内力温度响应的影响较大,而水平支座约束刚度对各圈环索内力温度响应的影响程度相近。

成年人性相关问题及解决策略研究进展

随着社会的变迁和人们生活方式与行为的变化,普通成年人群体的性与生殖健康问题日益突出,如性与生殖健康知识普遍缺乏、高危性行为发生率较高、艾滋病性病发病率上升等,同时育龄女性和老年人性与生殖健康问题凸显。要解决这些问题,需要加大对不同人群的性与生殖健康知识的推广力度,合理选择学校教育、同伴教育、网络干预等方式,并注重以社区为中心的性与生殖健康保健服务体系的建立和服务水平的提高。

大学生对尊严疗法的认知和态度调查

目的了解大学生群体对临终患者尊严疗法的认知和对其理念、方案的态度及推广的意愿并获取相应改进建议。方法采用定性与定量相结合的调查方法,采用方便抽样方法抽取220名大学生进行问卷调查,从中选取20人进行深入访谈。结果 17.73%的调查对象对尊严疗法有正确的认知,94.98%的调查对象接受尊严疗法的理念,92.96%的调查对象对尊严疗法的方案持积极态度,74.38%的调查对象有积极的推广意愿,其中女生更愿意成为尊严疗法的推广者(P=0.041)。访谈结果显示调查对象认为尊严疗法部分内容阐述较为生硬,部分内容不符合中国临终患者心理特点,可能会对其推广造成阻碍。结论大学生群体对尊严疗法缺乏认知,在了解尊严疗法的实施理念和方案后,对其理念和方案持认同态度,并有积极的推广意愿,可见尊严疗法具有较好的推广前景,但其推广仍存在一定的阻碍,需要进一步本土化。

拱-桁架复合结构性能分析、设计与应用

简述了拱-桁架复合结构的基本概念,进而针对深圳市某拱桥施工过程中桥台出现较大位移、拱肋侧向失稳和竖向变形过大等现象,通过有限元分析确定了出现上述现象的原因,进而提出了弦支结构和拱桁架结构等两类加固方案,并通过对比分析,确定了采用拱-桁架复合结构加固方案。通过参数化分析确定了上弦截面和腹杆截面等参数对于拱-桁架结构受力性能的影响,并确定了适用于该工程的结构布置,进而对加固结构方案的关键节点进行了设计,从而为拱-桁架结构在工程中的应用提供了新的思路。