琼海市体育场钢结构屋盖健康监测方案

琼海市体育场钢结构屋盖呈椭圆形平面,长轴为260 m,短轴为218 m,其主体结构为罩棚结构-空间结构体系.为了确保该体育场在全寿命服役期内安全,提出了琼海市体育场屋盖结构的健康监测方案.首先,使用Midas Gen有限元软件对体育场钢结构屋盖典型构件进行了力学分析,得到特定工况下结构的应力分布和位移情况.在力学分析的基础上,从荷载与环境、结构整体及局部响应方面出发,选定了应变、位移、加速度、风向风速等监测项目并进行传感器选型和监测点位的布设.通过该方案,可对体育场钢结构屋盖进行安全预警,及时了解屋盖结构的状况,为体育场正常运营提供可靠保障.

透明混凝土的透光性能研究

透明混凝土作为一种新型功能材料,是由大量的光纤或透明树脂等透光材料与普通混凝土制成,具有高透明度,可透过太阳光的特点,为了便于透明混凝土材料进一步的推广应用,达到节省光纤和混凝土材料、提高分析效率、为其透光性能的分析提供可靠数据的目的,本文结合透明混凝土的透光性能实验,利用ZEMAX对透明混凝土透光实验进行仿真模拟,建立了用于预测光纤透光效能的评估预测模型,通过分析总结出透明混凝土的透光性能评价指标和计算方法以及透光率与光纤类型和空间分布的关系,并得出结论,透明混凝土的透光性能与光纤排布密度、光纤的特性以及试块端面的抛光程度有关,透光率与光纤间距是单调递减的指数函数关系,与光纤半径是单调递增的指数函数关系。

考虑混凝土基体蠕变的FBG传感器应变传递研究

为研究光纤光栅应变传感器在混凝土结构中的长期监测性能,需考虑混凝土基体的长期蠕变效应对传感器应变传递率的影响。以玻璃纤维增强塑料(GFRP)封装的埋入式光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器为研究对象,引入混凝土蠕变本构,进行应变传递分析,并通过有限元计算对理论分析结果加以验证。研究表明传感器的平均应变传递率随着混凝土基体的蠕变发展而逐渐降低,蠕变的影响不可忽略,需进行误差修正。在此基础上,利用平均应变传递率公式,可对光纤光栅传感器的选型提供一定参考。

树脂透光混凝土制品的热工性能及其保温隔热效果评估

节能建筑材料是推动绿色建筑发展的重要物质基础,也是建筑节能的根本。鉴于此,根据树脂材料的透光和热工性能,设计了一种新型树脂透光混凝土制品,通过试验和有限元模拟手段计算了其平均导热系数;提出了树脂透光混凝土幕墙的概念,借助Ecotect软件对树脂透光混凝土幕墙和其他几类常见玻璃幕墙的试验室进行了热环境分析,通过对比不同幕墙的能耗评估了该树脂透光混凝土幕墙板材的保温隔热能力。结果表明:该种树脂透光混凝土制品的平均导热系数约为0.381 5 W/(m·K),树脂透光混凝土幕墙的保温隔热能力较接近双层中空Low-E非遮阳玻璃,相比单层白玻璃节约能耗接近14%,节能减耗效果显著,可推广应用于绿色节能建筑。

树脂透光混凝土制品的制备及其节能效果研究

新型建筑材料的发展是推动绿色节能建筑发展的重要引擎,本文根据树脂材料的透光特性,设计了1种新型树脂透光混凝土制品,借助Autodesk Ecotect Analysis软件对使用该树脂透光混凝土制品的某实验室采光情况和光控照明装置的关闭时间进行了分析,以评估该型树脂透光混凝土制品的节能效果。结果表明,使用该透光混凝土制品后,房间内平均采光系数可提升30%,采光均匀度提升51%,自然采光时间内人工照明装置的关闭时间由23%增加至39%,节能效果明显。

四肢桁式钢管混凝土拱出平面徐变稳定性能

为研究拱肋核心混凝土时效与施工过程共同作用所引起的屈曲前变形对钢管混凝土桁式拱肋稳定承载力的影响,建立四肢桁式钢管混凝土拱桥单拱肋的有限元模型,同时考虑时效作用与施工过程,对其出平面稳定承载力进行分析.采用UMAT对ABAQUS进行二次开发,以考虑时效作用影响及施工过程中加载龄期的变化.在此基础上,考虑长细比、含钢率等参数的影响,对四肢桁式钢管混凝土拱的出平面徐变稳定承载力进行参数分析.分析表明,兼顾施工过程影响后,在本文分析参数范围内,时效作用可使四肢桁式钢管混凝土拱的出平面稳定承载力最多降低22.5%,该影响随着长细比的增大、含钢率的降低及持荷等级的提高而增大,在设计中应予以考虑.

大长细比抛物线形钢管混凝土无铰拱平面内稳定性能研究

现有规范采用"等效梁柱法"计算长细比不超过80的钢管混凝土拱的平面内稳定承载力,而实际工程中有近20%拱桥拱肋长细比超过上述限值,即大长细比钢管混凝土拱。因此,利用ABAQUS建立了有限元分析模型,在基于现有试验数据验证模型可靠性的基础上,对大长细比抛物线形钢管混凝土无铰拱在竖向均布荷载作用下的平面内稳定性能进行了分析,研究了长细比、矢跨比、含钢率、混凝土强度和钢材强度对拱肋平面内稳定承载力的影响;基于参数分析结果,对现有平面内整体稳定系数公式进行修正,提出了大长细比抛物线形钢管混凝土拱平面内稳定承载力设计公式。结果表明:拱肋稳定承载力随长细比增大显著降低,随矢跨比和含钢率增加近似线性提高。其中,矢跨比对大长细比拱肋影响更为显著,而含钢率对采用高强钢的拱肋影响更大;所提出的设计公式计算结果与有限元分析结果吻合良好,有限元分析结果与公式预测结果比值的均值为1.02~1.08,标准差为0.039~0.051,变异系数为3.74%~4.72%。