纤维网格复合超高性能混凝土加固RC梁抗剪性能试验研究

为研究纤维网格复合超高性能混凝土(UHPC)加固钢筋混凝土梁的抗剪性能,对2根UHPC加固梁、4根纤维网格复合UHPC加固梁及2根未加固梁进行静力试验,研究剪跨比、UHPC厚度和纤维网格层数对钢筋混凝土梁破坏形态、荷载-挠度曲线、受剪承载力以及延性的影响。结果表明:采用UHPC对钢筋混凝土梁进行抗剪加固,可以明显改善梁的破坏形态,提高梁的受剪承载力;采用UHPC对钢筋混凝土梁进行抗剪加固,可以显著提高梁的开裂荷载,提升幅度为150%~216%;采用纤维网格复合UHPC加固的梁,延性系数大幅增加。最后,利用桁架-拱模型,推导了纤维网格复合UHPC加固钢筋混凝土梁的受剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。

基于三维激光扫描的高拱坝仓面钢筋网智能识别方法

为实现高拱坝仓面混凝土智能化振捣施工,针对仓面边角区域钢筋网密布、不利于振捣棒插入的问题,提出了基于三维激光扫描的高拱坝仓面钢筋网智能识别方法。首先,通过激光雷达感知获取点云数据;然后,基于水平Azimuth和反射强度筛选点云并映射以计算其分布情况;最后,分析点云分布并建立钢筋网格点坐标,实现钢筋网智能识别。该方法在某混凝土坝工程中进行了试验验证,经检验方法可行,为钢筋网区域的精细化振捣提供了技术支撑。

隧道格栅拱架喷射混凝土支护力学特性

目前大部分山岭隧道均采用＂新奥法＂施工,在＂新奥法＂施工中＂格栅拱架＋喷射混凝土＂被作为初期支护结构越来越被工程界广泛采用,但其二者间相互作用的力学机理及其对支护效果的影响研究还不够充分。因此利用弹性薄壳理论建立了＂格栅拱架＋喷射混凝土＂的力学分析模型,结合工程实例得到了＂格栅拱架＋喷射混凝土＂初期支护的弹性解,分析了初期支护的力学特性。研究了喷层厚度及拱架间距对支护效果的影响,当格栅拱架间距在0.6~1.0 m调整时,格栅拱架间距对支护效果影响不是很明显,当喷射混凝土层达到设计强度后,围岩荷载主要由混凝土层承担。

基于三维非线性有限元的拱坝坝肩稳定分析

刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面也存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格。基于有限元计算的应力结果,通过插值获得滑面的受力分布情况,然后可以方便地计算得到任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和刚体极限平衡分析方法结合起来。为了改善计算的收敛性和提高非线性求解的精度,非线性有限元计算采用一种基于Drucker-Prager准则的理想弹塑性增量分析方法,无论是对于小荷载步长还是大荷载步长,弹塑性计算均具有很好的收敛性。该方法已经集成到三维非线性有限元分析程序TFINE中,在分析了插值方法和网格密度对计算结果精度的影响基础上,将该方法应用于某水电站高拱坝坝肩的稳定分析中。计算结果分析以及与刚体极限平衡法结果的对比表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,所提出方法的计算结果虽然比刚体极限平衡法偏大,但更符合实际情况。

燃料组件5×5格架多跨模型CFD模拟方法研究

本文详细描述了某典型燃料组件5×5格架模型CFD分析的几何模型简化、网格划分、求解及后处理等过程。在5×5结构单跨模型上研究了弹簧刚突对搅混特性及压降的影响,并采用简化弹簧刚突的5×5格架模型实现了包含11层格架的多跨模型计算。单跨模型计算结果表明,弹簧刚突结构强化了横向流动,利于换热,Nu提高了8%,但弹簧刚突格架模型较简化弹簧刚突模型压降损失增加了40%。多跨模型计算得到了多层格架全程流动换热特性,为燃料组件自主研发中定位格架数量及布置的设计优化以及DNB预测计算提供了有效的CFD分析方法。

大跨度胶合木结构设计探索

首先对适合于大跨胶合木结构常见结构体系的结构构成、受力特点、适用范围进行了分析,包含木桁架结构、木网架结构、木网壳结构、木拱结构以及木张弦结构等大跨胶合木结构体系。然后通过青岛胶东国际机场航站楼指廊屋盖胶合木结构等4个实际工程项目探讨了大跨度胶合木结构选型和结构设计,对比了不同结构方案力学性能指标、木材用量指标。最后针对大跨胶合木结构设计还需要进一步完善的问题,如木材本构模型、节点分析、蠕变和湿度影响以及整体稳定分析等进行了讨论。

拱支预应力网架结构的预应力全过程分析方法

以武汉长江防洪模型试验大厅为工程背景,提出一种新型的杂交空间结构体系:拱支预应力网架结构。结合该结构体系的特点,从索初始形变的角度出发,建立了该结构的刚度法理论,并提出了预应力全过程分析的混合影响矩阵法、循环迭代逼近法、索初始形变"顺序分析法"以及索张拉力"顺序分析逆迭代法"等方法,形成该结构预应力全过程分析的完整理论,不仅适用于拱支预应力网架结构,也适用于其它类似的杂交空间结构。最后,通过长江防洪模型试验大厅工程实际算例验证了该方法的准确性和有效性。

浅埋偏压小净距黄土隧道初支拱架选型

黄土隧道设计中初期支护拱架的选型问题是目前争论的焦点问题之一。以格栅和型钢两种类型的支护结构为研究对象,采用数值模拟的方式,重点分析了浅埋偏压小净距黄土隧道洞周特征点土体位移,并结合两种支护结构下围岩塑性区大小和支护结构内力,得出格栅支护时的特征点土体位移略大于型钢支护,实测值也证实了该结论的可靠性;而支护结构内力则相反,且两种支护结构下的围岩塑性区相差不大,因此建议在浅埋偏压小净距黄土隧道初期支护设计中宜采用格栅支护措施。

空腹拱的静力特性分析

为了提高单层网壳结构的稳定性,将格构式压杆引入单层网壳,提出了空腹网壳的概念。空腹拱是空腹网壳的组成个体,目前对其性能的研究非常少。本文对空腹拱的静力性能做了一些研究,利用有限元软件对若干组空腹拱进行计算,得出在不同参量变化中空腹拱结构的内力改变情况,并了解空腹拱的受力性能。

网格状空芯制造工艺技术研究

以刨花板、纤维板等传统人造板或木材为原料,经过异型层板加工、胶合和刨分等工序制备成新型网格状空芯板芯,表面再覆以优质表板构成新型人造板产品。这种新型人造板打破了传统人造板板坯构成结构和传统人造板生产加工方法。通过对比试验,找出异形层板最佳截面形状与垂直胶合工艺技术,确定网格状板芯用层板的技术标准和质量要求,为用网格状空芯板芯制造新型人造板奠定基础。

传统的新生:多摩艺术大学图书馆结构体系和材料运用评析

伊东丰雄是一位努力探索新结构体系和空间的建筑实践家,近年来他一反之前的材料偏好,开始在作品中大量采用混凝土。日前建筑网站Archi Daily评选出10座以非凡灵感运用混凝土的建筑,伊东的多摩艺术大学图书馆(TAM)名列其中。通过对TAM结构和材料体系的阐释,分析了三方面问题:从"浮动网格(Emergent grid)"这一概念出发,TAM的结构材料体系如何参与到复杂的场地环境和多样性活动设计中来;TAM拱形结构的设计是否基于历史主义的考虑,又有何创新;TAM采用了钢框架和混凝土的结构体系,模糊处理了承重结构和表皮的关系,这种手法似乎与"材料真实性"原则相悖,这反映了伊东什么样的思考。

高应力红页岩巷道失稳机理与控制技术研究

为解决高应力红页岩巷道维护的难题,本文以平安磷矿二矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟、室内测试及工业性试验等方法,研究了红页岩的微观结构特征及巷道失稳机理。研究结果表明:红页岩内部孔隙孔径主要集中在0~50 nm和10~200μm之间;自然状态下孔径在10~200μm之间的微孔隙占总孔隙体积的37.45%,吸水后占比增加至45.82%,吸水后引发的岩石强度弱化是造成红页岩巷道失稳破坏的重要原因。本文提出了高强锚注+格栅拱架+小孔径锚索的高应力红页岩巷道支护对策,该支护结构能够适应红页岩巷道初期的变形要求,有效限制巷道出现过大的变形,并充分调动深部围岩的承载能力。现场监测结果表明,红页岩巷道两帮最大变形量在100 mm以内,顶板下沉量控制在40 mm以内,锚索受力在100~120 kN之间趋于稳定,说明新方案控制效果良好。

应用三维多重网格法的极限平衡法分析锦屏一级拱坝右岸坝坡稳定性

对锦屏一级拱坝右岸坝肩采用非线性有限元分析方法,进行三维弹塑性数值模拟,通过使用多重网格法,在任意滑动面上(平面或曲面)对有限元应力计算结果进行转换,计算得到滑块体的安全系数。弹塑性计算结果表明,基本工况条件下,左岸坝肩的最小安全系数为4.88(大于3.5),出现在温降工况下1 740 m高程处;右岸坝肩的最小安全系数为3.41(小于3.5),出现在温升工况下1 710 m高程处。该结果表明对右岸坝肩采取一定的加固措施是有必要的。

利用等面积格网模型的GNSS PDOP高效评估方法

为解决位置精度衰减因子(position dilution of precision,PDOP)监测评估中经常使用的等经纬度间隔格网模型(equal-interval of longitude and latitude grid,GRID_ELL)存在全球格网点分布不合理、评估统计结果有偏差、计算和存储效率低等问题,进一步开展全球PDOP长周期实时监测服务,引入两种等面积格网模型:等弧长格网模型(equal-arch-length grid,GRID_EAL)和正二十面体球面格网模型(icosahedron-based grid,GRID_IB),并分析其与GRID_ELL模型之间的差异。结果表明,两种等面积格网模型能够显著改善GRID_ELL模型全球格网点分布不均匀的现象以及目前全球PDOP监测评估统计结果中的偏差。重点针对不同格网间距的GRID_EAL模型适用性进行测试,结果表明,5°间隔的GRID_EAL模型能在保持全球PDOP监测评估准确性的同时,在计算效率和存储上带来36.3%和34.1%的提升与优化。

大跨度拱形管桁刚架空间网格钢结构施工阶段结构分析

合肥滨湖会展中心登录大厅为新型的大跨度拱形管桁刚架空间网格钢结构,主拱桁架柱脚通过抗震支座与下部基础连接,主拱桁架梁与预应力混凝土基础梁构成自平衡受力体系。采用MIDAS软件对登录大厅钢结构施工全过程进行了仿真模拟,确定了分段吊装和高空散装相结合的综合施工方法。总结了主拱桁架柱、主拱桁架梁的安装技术,研究了拱桁架预应力基础梁张拉控制方法,并对承重支架卸载过程中结构关键构件应力的实测值与计算值进行了比较,该施工技术可为我国类似工程的设计和施工提供参考。

岩溶隧道格栅拱架支护性能对比试验及效果分析

通过对格栅的支护机理的理论分析,工程试验的对比分析,取得如下结论:(1)利用材料力学知识,从理论上计算了在抗压性能、抗弯性能上,格栅拱架和传统工字钢拱架具有的不同受力特点。(2)通过工程试验对比,在岩溶隧道中相同的地质条件下,对拱架整体受力,变形特征,和混凝土的共同作用进行试验,并结合实际工程中的监测数据对应力和变形对比分析,准确地了解、评价格栅拱架的受力特点和变形特点,指导实际工程中的设计和施工,保证工程建设的安全性。

不同截面形状隧道格栅拱架竖向承载能力对比

为解决不同截面形式的格栅拱架构件竖向承载能力不明确的问题,对4种不同类型的隧道格栅拱架模型进行设计、加工、加载、分析,同时利用ANSYS有限元软件对模型的变形能力以及截面边长、厚度的改变对拱架稳定性的影响进行分析。研究结果表明:1)拱架采用双拱形式比单拱形式更具有良好的力学性能,外立柱比内立柱多分担50%的荷载;2)选择截面边长尺寸为18 mm、厚4 mm的模型,能使材料性能得到充分的利用,进而降低工程造价;3)拱架的变弯点处易发生应力集中,使得喷射混凝土结构更易损坏,必要时应加强监控,并应尽可能地使拱架圆顺、减少连接节点,以减少应力集中。

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

本文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后 。

AP1000燃料组件锆屑产生原因及处理措施探讨

根据AP1000燃料组件结构特点,分析认为燃料组件中锆屑(锆细丝及锆屑积瘤)产生的原因是燃料棒在拉棒过程中,燃料棒与格架中的格架弹簧、刚凸相互挤压刮擦燃料棒产生的。锆细丝或锆屑积瘤如果在燃料组件入堆前无法清除干净,这些锆细丝或锆屑积瘤存留在燃料组件上,燃料组件在堆内运行过程中,由于冷却剂的高速横流使燃料棒过分振动可能造成锆屑磨蚀燃料棒,导致燃料棒破损。针对燃料棒拉棒产生的锆屑,调研了国内外减少拉棒过程中锆屑的产生和处理措施,提出了解决方案建议。

斜井锁口段快速施工与高效支护技术研究

斜井是直通地面的倾斜坑道,是重要的地下工程之一。由于斜井洞口段埋深浅,表层风化严重、岩体破碎,此段施工易造成地面塌陷,施工难度大,特别是由锁口段与基岩的过渡段,其施工工艺与支护技术成为影响斜井洞口段的难题。为确保斜井在过渡段的安全施工,需通过超前支护、人工开挖、锁口段加强支护及锁口段到基岩段联合支护的系统措施,该措施可解决工艺复杂、成本高的问题,有着施工工艺简单、快速支护、安全高效等特点。