爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

大当量爆炸作用下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的失效模式

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出将双层钢管混凝土柱应用于桥梁下部结构的预制节段拼装墩柱体系。对预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱(precast segmental concrete-filled double-skin steel tube,PS-CFDST)进行了大当量野外爆炸试验,并基于LS-DYNA软件建立了精细化有限元模型,对PS-CFDST柱在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏过程进行了数值模拟。结果表明:大当量地面爆炸作用下,PS-CFDST柱的破坏模式表现为后张预应力筋断裂引起的墩柱整体失效,地面爆炸作用下墩柱在墩身底部接缝有较大的剪切滑移,核心混凝土的损伤主要出现在接缝处和预应力筋挤压处;预应力筋的建模方式对预制节段拼装墩柱的动力响应具有显著影响;增大轴向荷载可以减小预制节段拼装墩柱的侧向变形和墩底剪切滑移,有利于提高墩柱的抗爆性能。

预制节段拼装双层钢管-混凝土组合墩柱抗震性能分析

为研究预制节段拼装CFDST墩柱的抗震性能,开展了预制节段拼装CFDST墩柱拟静力试验,并采用有限元软件ABAQUS对墩柱力学行为进行数值模拟,分析素混凝土层、初始预应力度和节段数量对墩柱抗震性能的影响.结果表明:在水平往复荷载作用下,墩柱未出现明显破坏,滞回曲线呈明显旗帜形,最大残余偏移率为0.18%,具有良好的自复位性能;最大偏移率为5.25%时,轴向预应力损失约为10.20%,墩身变形主要来自接缝处开口,正、负向最大累计开口量分别达到10.70和12.35 mm,存在明显的多转角变形模式;数值模型可以较好地模拟墩柱的非线性力学行为;考虑节段间素混凝土层可以更为合理地模拟墩柱滞回性能,提高初始预应力度可增强墩柱强度和耗能能力,而节段数量则对墩柱滞回性能影响较小.

脉冲远场涡流检测双层钢管横向裂缝仿真研究

油套管和海底输运管等双层结构钢管,其横向裂缝是可能导致管道断裂的危害性缺陷。对脉冲远场涡流检测双层结构钢管的横向裂缝进行了有限元仿真研究。给出了内外完好、内裂外好、内好外裂、内裂外裂情况下的管道磁场分布、接收线圈上的感应电压衰减曲线、检测时间剖面图及检测灵敏度曲线。仿真结果显示脉冲远场涡流方法对内管和外管的横向裂缝均可进行有效检测;管道裂缝的存在导致其磁场分布与完好管道不同,从而在接收线圈上引起感应电压下降曲线的不同;内管裂缝在接收电压信号的早期出现明显的缺陷显示,外管裂缝的缺陷信号则在接收电压信号的后期才更明显。内管裂缝出现时接收线圈感应电压高于无缺陷时,而外管裂缝出现时接收线圈感应电压低于无缺陷时。在内管存在裂缝时,用此方法判断外管同一位置是否也有裂缝较困难。

内爆炸载荷下双层钢管结构的动力响应

采用实验与数值模拟相结合的方法研究了双层钢管结构在内爆炸载荷作用下的动力响应。考察了内外层钢管的壁厚设置与炸药质量对结构变形失效模式及其抗爆性能的影响。结果表明:与外管壁厚相比,内管壁厚对结构变形失效模式起主导作用,随着炸药质量的增加,内管壁厚对结构变形的影响逐渐减弱;并且内管壁厚的改变显著影响结构的能量分配机制,增加炸药质量时,外管能量耗散增幅大于内管。

多次侧向冲击下双层钢管混凝土结构的响应分析

利用落锤试验研究了双层钢管混凝土组合结构在多次侧向冲击作用下的抗冲击性能,分析了该组合结构在侧向冲击下的变形机理,并获取了双层钢管混凝土试件在历次冲击过程中的冲击力时程曲线以及历次冲击后的整体变形和凹陷变形数据。试验数据表明:外层钢管及其厚度对该组合结构的抗冲击能力和整体弯曲变形的大小有显著影响;混凝土层有效限制了结构的凹陷变形。相比于传统的空钢管,双层钢管混凝土结构在多次冲击荷载作用下显示了良好的抗冲击性能——更小的整体和凹陷变形,以及较高的吸能能力。

轴压“十”字异形双层钢管空心混凝土柱受力性能

基于有限元软件建立了“十”字异形双层钢管空心混凝土柱在轴向压力下的有限元模型。根据有限元模拟分析,对“十”字异形双层钢管空心混凝土柱在轴向压力作用下进行研究,讨论了柱子在轴压作用下的极限承载力、荷载-位移曲线、破坏形态和延性性能等。结果表明:内钢管(D=50 mm)的设置能提高整体承载能力的25%左右,且延性提高,挖去内层混凝土后,对极限承载能力影响不明显;柱子高度越高对极限承载力的不利影响越大,延性降低;极限承载能力随夹层混凝土抗压强度的增大而增大但延性降低。将模拟与试验相比较,结果大致相同。

双层钢管微型桩土方边坡支护技术施工研究

21世纪建筑行业迅速发展,基坑安全逐步受到重视。但在基坑内狭窄空间(如汽车坡道与地下室外墙区域),高差较大的部位,支护形式一直没有一个合理经济的解决方案。本文采用双层钢管对基坑内局部高差部位进行支护,双钢管一次放入钻孔内,施工时阻力小、重量轻、工人施工方便灵活,双钢管结构施工承载力也得到了很大提高,极大地降低了造价。

微型嵌岩双层钢管注浆桩在珠江堤岸景观工程中的应用

着重介绍珠江堤岸景观工程中,在地铁过江隧道上方特殊场地条件下尝试采用具有更高承载力的“微型嵌岩双层钢管注浆桩”并获得成功的设计和施工实例。

双层矩形钢管-轻质混凝土短柱轴压性能

为了提高冷弯薄壁型钢-轻质混凝土组合剪力墙中端柱的轴压承载力,提出双层矩形钢管-轻质混凝土组合柱。对不同构造形式的6个短柱进行轴压试验,研究截面尺寸和高宽比对短柱破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力的影响,分析内、外钢管应变发展规律。结果表明:不同截面尺寸和高宽比短柱的破坏模式不同;随着截面尺寸的增大,试件的破坏模式由外钢管端部的局部屈曲转为外钢管端部屈曲和中下部鼓曲;随着高宽比的增大,试件外钢管顶端屈曲程度增大;内部破坏特征为内钢管的局部鼓曲和轻质混凝土的剪压破坏;试件极限承载力随截面尺寸的增大而提高,随高宽比的增大而降低。基于以上结果,建立了该新型组合短柱的轴压承载力计算公式。

国外双层金属复合钢管的用途及生产方法

主要介绍双层金属复合钢管在国外不同领域中的应用 。

热镀铅锡双层卷焊钢管的机理与质量控制

应用固态金属中的扩散理论详细论述了在双层卷焊钢管上热镀铅锡的机理；应用铅锡合金耐蚀性理论对热镀铅锡双层卷焊钢管生产中所存在的缺陷进行了分析。

空调器用双层卷焊钢管对比分析

随着国际铜价的攀升,各空调企业亟待寻求一种价格低廉、质量可靠的铜管替代品。双层卷焊钢管是可替代铜管的材料之一。采用微机控制万能电子试验机、移动式光谱仪和光学显微镜对不同厂家所生产的空调器用双层卷焊钢管的力学性能、成分、组织进行对比分析,指出了其需要改进的方向。

退火工艺对双层卷焊钢管力学性能与组织的影响

研究了退火温度、保温时间对双层卷焊钢管力学性能和显微组织的影响。结果表明:高温退火可明显改善DWBT的可变形能力,随退火温度增加、保温时间的延长,DWBT屈服强度降低,延伸率上升而抗拉强度变化幅度较小;无论退火与否,双层卷焊钢管的金相组织均为块状铁素体且伴随有少量的晶内铁素体存在;高温退火时,双层卷焊钢管中铁素体晶粒尺寸变化幅度较小,无明显的静态再结晶过程。

双层卷焊钢管断裂原因分析

某公司生产的双层卷焊钢管直管在弯曲后于1130℃高温下加热处理时发生断裂现象。通过断口宏观观察、金相检查、能谱分析等检测,对双层卷焊钢管进行了综合分析。结果表明,该双层焊管发生开裂的主要原因是在较高温度下处理管件导致铜渗入管件内部而产生了铜脆现象。可以通过降低处理温度来改善。

双层卷焊钢管钎焊电控系统维护

简介双层卷焊管钎焊机的结构及其组成,介绍了电控系统的工作原理及其调试过程。

体育场馆双层双曲面钢管雕花组合幕墙施工工法分析

幕墙工程是现代建筑建设中非常重要的组成部分,与建筑风格、形象息息相关。双曲面钢管雕花组合幕墙施工技术。传统的双层双曲面钢管雕花组合幕墙存在定位难、构配件尺寸多、现场焊接量大、配件精度低等缺陷,本文以某体育场馆幕墙工程为例,对体育场馆双层双曲面钢管雕花组合幕墙施工技术进行了优化和改进,形成了双层双曲面钢管雕花组合幕墙施工工法,该工法运用具有施工速度快、人工成本低,能够有效提升工程整体效益。

双层卷焊钢管钎焊接头的形成机制

双层卷焊钢管（doublewallbrazedtube，DWBT）是由双面镀铜的无间隙原子钢带（IF钢）在专用成型机组上连续卷轧成型后，送入还原性气氛中高温钎焊并经后续防腐处理而成。DWBT因其良好的抗振动疲劳性能、耐压负荷性、清洁的内表面等优点，而广泛应用于汽车、制冷等行业．但在使用过程中，DWBT钎焊接头常存在断裂、泄漏等问题。

上海世博会西班牙馆多曲率、双层偏心管桁架钢结构施工技术

上海世博会西班牙馆设计独特、外形复杂,并以倡导绿色环保为设计理念,采用双层钢管偏心支撑桁架受力体系的钢结构施工技术,展现了结构设计与建筑技术的世界最高水平。其中,3万余根不同尺寸的钢构件巧妙地支撑起整栋建筑,将西班牙馆打造成了一个"结构外部看起来很开放,内部又有着明确的区域划分",互动性很强的精品建筑,值得建筑业界借鉴与研究。