Experimental study on the shear strength of side fillet weld of Q235B steel post high temperatures

In order to learn the variation laws of shear strength of side fillet weld post high temperatures, the tension tests were conducted after the double-strapped side fillet welded joints which were cooled down from different high temperatures with different cooling patterns. The tests indicate that specimens appear brittle fracture at the side fillet weld during the tension tests after cooling down. The fracture su（face is located in the welding throat. The maximum temperatures undergone and the cooling pattern are major factors influencing shear strength of side fillet welded joint post high temperatures. The shear strength reduces by 24% at most within 900 ~C. Based on the experimental results, the calculation formulas of shear strength of side fillet weld post high temperatures were proposed. Conclusions supply references for evaluation damage and reinforcement of steel structure post fire.

新旧混凝土界面双面直剪性能尺寸效应试验研究

以界面处理方式、横向约束形式、混凝土强度、界面尺寸为变量,开展了8组50个新旧混凝土界面试件双面直剪试验研究,得到界面受剪破坏形态和抗剪强度-滑移曲线,分析界面抗剪强度的尺寸效应规律,拟合得到新旧混凝土双面直剪试件极限应力尺寸效应的换算系数,建立受剪承载力计算表达式。结果表明:在剪力作用方向上,新旧混凝土界面受剪极限应力存在明显的随界面高度增加而降低的尺寸效应现象;开裂应力、裂通应力以及滑移的尺寸效应不明显;施加横向约束可提升界面裂通应力和极限应力;施加预压应力可显著提升试件的裂通应力,并有效限制试件的极限滑移。无横向约束条件下,凿毛形式对极限应力影响显著,相比整浇混凝土试件,机械凿毛的同强度新旧混凝土双面直剪极限应力减少至整浇试件的0.22以下,而人工凿毛试件的折减系数在0.34~0.37之间。有横向约束条件下,同凿毛粗糙界面相比,规则齿槽试件的开裂应力、裂通应力以及滑移表现优势突出;约束下强度折减系数提高到无约束同等条件试件的2~2.5倍以上,最大可达到整浇试件强度的0.97倍。新旧混凝土强度提高可增加试件裂通应力和极限应力,但提升幅度有限。

四边固支板在均布荷载作用下的剪力分布规律

沉箱底板抗剪往往需要控制底板厚度,而现有剪力分布规律研究较少,针对此问题采用有限元方法进行不同组合工况的计算,研究四边固支板在均布荷载作用下,板边最大剪力分布以及最大剪力随板厚、边长、长宽比的变化关系,得出最大剪力与平均剪力之比的一般规律。研究结果表明:板边剪力分布呈类抛物线形,板边最大剪力值小于弹性薄板理论计算的最大剪力值;相同尺度和荷载情况下,矩形板厚度增大其板边最大剪力值将有所减小;矩形板尺度增大,板边最大剪力值将迅速增大且最大剪力与平均剪力之比也有所增大;对于常用沉箱纵横隔墙间距和底板厚度,板边最大剪力与平均剪力之比通常为1.3~1.6。总结剪力分布与仓格尺度的关系,旨在为类似工程设计提供参考。

考虑楼板作用的双面叠合剪力墙有限元分析

为了保证双面叠合剪力墙结构体系应用的安全性和可靠性,建立由上、下两层墙体和中间楼板组成的双面叠合剪力墙构件模型及现浇对比模型,并进行基于Abaqus软件的数值模拟分析。研究内容包括双面叠合剪力墙整体位移、混凝土及钢筋的应力分布、最大承载力、耗能能力。结果表明,在小震弹性阶段,带楼板的双面叠合墙板与现浇对比试件的刚度一致;在大震作用下,带楼板的双面叠合墙板的耗能能力低于现浇对比试件,但总体耗能能力都较好。因此,合理设计下的双面叠合剪力墙结构具有良好的抗震性能。

UHPC加固RC梁受力性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)在RC梁加固中的适用性,通过双面剪切试验对UHPC-普通混凝土界面粘结性能进行分析。分别对RC梁受压、受拉区进行UHPC薄层加固,对未加固RC梁和受压、受拉区加固RC梁进行四点弯曲试验,对比正截面抗弯性能。结果表明:界面处理后,界面粘结性能大于普通混凝土抗剪强度。确定人工凿毛5 mm的界面处理方式。RC梁采用UHPC加固后,抗弯承载能力显著提高,受压区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了54.3%、52.2%,受拉区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了85.7%、96.9%;受拉钢筋屈服时受压、受拉区加固RC梁裂缝宽度较未加固RC梁分别减小了49.4%、72.3%;相同裂缝宽度0.2 mm下,受压、受拉区加固RC梁承载能力较未加固RC梁分别提高了1.4倍、6.5倍。提出UHPC加固RC梁极限抗弯承载力计算公式,该公式计算值与试验实测值吻合良好,且偏安全,可以指导UHPC加固RC梁设计。

深部沿空掘巷含软弱夹层顶板离层破坏特征及控制研究

含软弱夹层顶板对深部沿空掘巷稳定性具有重要影响,为有效控制深部高偏应力沿空掘巷含软弱夹层顶板离层破坏,基于含软弱夹层组合体试件力学试验及受采动影响下沿空掘巷数值模拟试验,获得了软弱夹层层厚、层数和层位对顶板的影响以及偏应力条件下含软弱夹层顶板离层演化规律,阐释了含软弱夹层顶板沿空掘巷失稳主要原因,结合顶板支护载荷和煤柱支撑载荷下的悬臂梁力学模型,对含软弱夹层顶板控制要点进行分析,进而提出离层控制方法。结果表明:随着软弱夹层厚度和层数增加,对组合体力学特性劣化影响逐渐变大,软弱夹层位于低位时对组合体试件的劣化影响强于高位,组合体试件破裂均由软弱夹层产生,并随着层厚、层数和层位的不同呈现差异化破裂发育特征。沿空掘巷后主剪切破裂带由顶板左肩角产生并与软弱夹层邻近岩层破裂区相互连接,导致软弱夹层离层严重,主剪切破裂带发育形态和顶板非协调变形程度随主应力偏转角度以及软弱夹层层厚、层数和层位变化,揭示了含软弱夹层顶板沿空掘巷失稳机理。推导了顶板支护载荷和煤柱支撑载荷下的巷道顶板离层解析式,发现软弱夹层在锚固区内的离层量比在锚固区外减少79%,离层大小各主控因素影响程度及其控制优化顺序依次为煤柱支撑载荷—顶板支护载荷—顶板弹性模量。针对深部沿空掘巷含软弱夹层顶板的离层规律和控制要点,提出了“提高煤柱承载能力、减少顶板裂隙发育、增加软弱夹层顶板变形协调性”的离层联合控制方法。现场离层监测显示顶板最大离层量为10 mm,表明该方法能有效控制含软弱夹层顶板离层。

氯氧镁水泥结构胶研制及界面高温性能研究

首先对氯氧镁水泥的配比进行优化设计,通过考察改性氯氧镁水泥的力学性能、耐水性能和耐高温性能,辅助微观测试手段进行分析,从而确定氯氧镁水泥的最优配比,结果显示:当采用MgO/MgCl_(2)/H_(2)O摩尔比为9∶1∶10.9,氯氧镁水泥胶的力学性能最优;当羟基乙酸掺量为2%时,软化系数提高到0.88,明显改善氯氧镁水泥的耐水性能,能够满足加固工程需要;加入2%的硼酸镁晶须能够有效降低体积收缩率,提高抗压强度;然后对25~500℃高温处理后的氯氧镁水泥作为胶黏剂的界面黏结性能进行单面剪切试验,结果表明:25℃下氯氧镁水泥胶的界面黏结强度比环氧树脂为胶黏剂低10%,当温度升高至200℃时,界面黏结强度仍为25℃下的84.06%,300℃黏结强度下降为25℃的68.20%。

三边连接K形屈曲约束钢板墙受力性能研究

为解决三边连接屈曲约束钢板墙在自由边两个角部首先发生破坏的问题,文中提出了一种新型三边连接K形屈曲约束钢板墙。采用ABAQUS有限元软件对三边连接矩形和K形屈曲约束钢板墙进行受力性能分析,获得了屈曲约束钢板墙的屈服荷载、初始刚度、荷载位移曲线、塑性应变分布和屈服区分布。结果表明K形屈曲约束钢板墙的屈服荷载、初始刚度以及荷载位移曲线与矩形屈曲约束钢板墙相差不大,但在延性和耗能能力方面表现更佳。最后,提出了形式简洁计算精度较高的该类新型屈曲约束钢板墙的理论计算公式,可为K形屈曲约束钢板墙的工程设计提供参考。

死料柱状态对炉缸铁水环流及侧壁剪切应力的影响

采用数值模拟方法对不同死料柱状态下炉缸内的铁水流动特征进行解析,研究了死料柱的空隙度、中心恶化程度及位置对铁水环流及炉缸侧壁剪切应力分布的影响.结果表明:不同死料柱状态下,高炉炉缸侧壁的最大剪切应力均位于铁口平面下方1.5 m附近,铁口平面下方0°~20°的周向区域内炉缸侧壁剪切应力较大;当死料柱空隙度由0.2增至0.4时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.045 mPa降至6.530 mPa,死料柱空隙度的增加可有效增大铁水在炉缸内的流动空间,减缓铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀;当死料柱中心恶化区域占比由0.7增至0.9时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.492 mPa增至22.02 mPa,铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀加重;此外,死料柱浮起对减缓炉缸侧壁剪切应力无显著影响.因此,改善高炉原料和操作条件,提高死料柱空隙度和中心透液性,均能有效减缓铁水环流对炉缸侧壁的冲刷侵蚀,延长高炉寿命.

单面叠合剪力墙不锈钢拉结件抗剪试验研究

为研究单面叠合剪力墙不锈钢拉结件的抗剪性能,采用3种不同锚固端的拉结件,制作了4个双侧抗剪试件,分别考虑施工阶段和使用阶段,进行了单向加载试验。对试件的破坏形态、承载能力等进行了研究。试验结果表明,不锈钢拉结件的抗剪性能较好,试件均发生混凝土锚固破坏,锚固端对试件抗剪承载力性能影响不显著。建立了抗剪承载力计算模型,并对试件抗剪承载力进行了计算,计算所得理论值与试验值吻合较好,并有一定的安全储备,可满足工程设计的要求。

装配式双面叠合剪力墙施工技术及构造分析

随着我国装配式结构体系的发展和建筑节能化的推进,叠合剪力墙结构得到广泛的使用,与传统的现浇剪力墙相比,叠合剪力墙具有施工便捷、工业化水平高、成本低等特点。该文以某装配式双面叠合剪力墙住宅楼项目为依托,介绍装配式双面叠合剪力墙的工艺流程,总结施工过程中的控制要点,以保证叠合剪力墙的工程质量。同时借助数值分析软件对双面叠合剪力墙的构造措施展开分析,计算结果表明,增加桁架钢筋直径能提高竖向承载力;改为钢筋笼拉结形式可以提高延性和耗能能力。

压剪作用下单一闭合裂纹起裂扩展研究

构建了压剪作用下单一闭合裂纹尖端应力场方程,应用最大周向应力准则分析了翼裂纹开裂角,侧压系数k对应力场和翼裂纹起裂扩展的影响,单轴压缩下裂纹倾角α对翼裂纹起裂应力的影响。通过单轴压缩试验及三轴文献数据对比验证了理论解的正确性。研究表明:开裂临界相对尺寸λ→0或裂纹倾角α→45°,T应力对翼裂纹开裂角的影响作用可以忽略;周向拉应力随侧压系数k的升高而降低,翼裂纹起裂所需轴向应力增大;围压对翼裂纹的扩展存在抑制作用,且裂纹面有效剪应力大于0时抑制作用更强;试验观察到预制裂纹尖端出现翼裂纹和少量的反翼裂纹和共面剪切裂纹,翼裂纹的开裂角在预测值附近上下波动;单轴压缩,翼裂纹起裂应力随裂纹倾角的增大而增大;三轴压缩,翼裂纹起裂应力随侧压系数的增大而增大,与模型预测的变化关系具有一致性。

基于钢筋锈蚀的新老混凝土界面检测方法研究

文章基于钢筋锈蚀形态探寻了一种新的新老混凝土界面质量检测方法,设计了18组试件,通过对新老混凝土界面进行不同处理(粗糙处理、界面剂的种类、新老混凝土的强度和种类以及粘结龄期)对新老混凝土界面粘结质量的影响进行研究。根据通电锈蚀过程中钢筋的锈蚀速率以及钢筋的锈蚀形态以及双面剪切试验,来判断新老混凝土界面通过不同处理方式后的薄弱情况。

滚切式双边剪剪刃宽度调整装置

介绍滚切式双边剪剪刃宽度调整装置的工作原理及安装要点.

融合设计——装配式双面叠合剪力墙住宅产品研发

根据联合国环境规划署发布的数据,在全球能源消耗中,建筑行业的能耗消耗占比为30%~40%,所产生的温室气体占比超过了30%。按照规划,我国要在2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。文章针对装配式建筑中双面叠合剪力墙体系进行研究,在设计阶段,通过双面叠合剪力墙结构形成外围护结构,实现适用于一个家庭全生命周期使用的住宅产品,减少重复建设、装修及建筑废料处理的产能浪费。在建设阶段,通过构件的全自动化生产,有别于传统预制剪力墙体系的节点处理方式,实现对结构安全性,建设速度及低碳建设的更高程度要求,并形成一整套与装配式建筑相对应的融合设计理念。最终,建立全周期低碳、节能、可持续的超低能耗住宅产品体系,即建筑产品外围护节能保温结构一体化、内部空间自由可变、灵活快速建造、建造成本整体降低的住宅建筑产品。

侧压竹集成材抗剪强度试验研究

侧压竹集成材为天然竹片经精制、干燥、碳化、胶合压制而成的板材或枋材,是一种新型的绿色建材。为探究侧压竹集成材的抗剪性能,对4组60个侧压竹集成材清材小试件进行了抗剪强度试验,得到了其顺纹切向、顺纹径向、横纹切向、横纹径向的抗剪强度,分析了清材小试件在不同受剪方向的破坏特征、荷载-位移关系,提出了侧压竹集成材抗剪强度标准值和设计值的计算公式;同时进行了2组12个东北落叶松胶合木清材试件的顺纹切向和顺纹径向抗剪强度试验,并与侧压竹集成材的抗剪强度进行了对比。结果表明:侧压竹集成材具有良好的抗剪性能,顺纹剪切呈脆性破坏,横纹剪切具有比较好的延性;侧压竹集成材的抗剪强度平均值比东北落叶松胶合木高33.9%,其强度标准值和设计值可为侧压竹集成材的工程设计提供依据。

保温锚栓对外保温单面叠合剪力墙热工性能的影响研究

为研究保温锚栓对外保温单面叠合剪力墙热工性能的影响,利用有限元软件ABAQUS,分别对无保温锚栓、采用不锈钢保温锚栓、采用纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,简称FRP)保温锚栓和采用钢-纤维复合保温锚栓的外保温单面叠合剪力墙的热工性能进行了对比分析。结果表明:与无保温锚栓的墙体相比,采用不锈钢保温锚栓、FRP保温锚栓和钢-纤维复合保温锚栓的墙体的平均传热系数分别提高了15.9%、0.4%和8.6%;随着保温锚栓排布间距的减小以及保温锚栓直径的增大,墙体的平均传热系数和热桥影响区域占比均呈现增大的趋势,上述现象将导致墙体的保温性能降低;对于传热系数较大的不锈钢保温锚栓,外裹FRP可以减少热量传递,有效降低热桥效应。

沉井-砂土界面特性及侧摩阻力分布特性试验研究

沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性,使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验,并开展模型试验,研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻力分布特性。结果表明:剪切位移较小时,沉井-砂土界面剪应力随剪切位移的增加而增加,当剪切位移达到某一临界值后,剪应力趋于稳定;界面抗剪强度随含水率的增加而小幅减小,界面抗剪强度参数以内摩擦角为主,黏聚力较小,界面水敏性较低;沉井下沉过程中,侧壁土压力-入土深度曲线在沉井刃脚位置发生“内拐”,即侧壁土压力在刃脚发生应力松弛,应力松弛的程度与下沉深度正相关,且随砂土粒径的增加有所降低;与无台阶沉井相比,台阶型沉井的侧壁土压力明显降低,在沉井上增设台阶可有效降低沉井的下沉难度;台阶型沉井与侧壁土体之间灌砂会导致沉井侧壁土压力小幅增加,对沉井的下沉难度影响不大。

四边连接开洞屈曲约束钢板墙简化分析模型

为简化四边连接开洞屈曲约束钢板墙结构的建模、分析和设计,提出采用等效多斜杆模型作为四边连接开洞屈曲约束钢板墙的等代模型。确定了合理的杆件数量、位置和斜杆截面面积分配比例。基于刚度和承载力等效原则给出了斜杆截面面积和等效材料强度的计算公式。利用有限元方法对四边连接开洞屈曲约束钢板墙和等效多斜杆模型进行了分析对比,验证了等效多斜杆模型的准确性。结果表明:提出的等效多斜杆模型不仅能够准确模拟四边连接开洞屈曲约束钢板墙的受力过程,还能较好地模拟开洞屈曲约束钢板墙对边缘构件的传力,结构的初始刚度、屈服承载力、荷载-位移曲线和边缘构件的内力大小与分布均符合较好,可以作为四边连接开洞屈曲约束钢板墙的等代模型进行结构分析与设计。

直剪试验过程中剪切面上法向应力变化规律分析

首先推导出不同剪切位移下试样截面惯性矩表达式,然后计算得到试样剪切面上归一化最大、最小法向应力随剪切位移变化的关系曲线,发现两法向应力及其差值随剪切位移的增大而增大,随试样剪切面直径或剪切边长的增大而减小。当试样剪切面直径和边长相同时,圆形试样剪切面上的法向应力要比方形上均匀些。当试样剪切面为矩形,沿矩形长边方向剪切时,其上法向应力的分布要比沿短边方向剪切时均匀些。建议尽量使用剪切面为圆形的大样进行直剪试验。